Атом як легкий димер

Властивості атома змінюються довільно керуючим лазером

Фізики-лазери з університету в Бонні розробили своєрідний «диммер світла» з одного атома. © Волкер Ланнерт / Боннський університет
читати вголос

Фізики Бонна розробили своєрідний «диммер світла», який складається з одного атома. Його подає лазерний промінь. В майбутньому подібні компоненти, ймовірно, будуть використані у квантовій комунікації, повідомляють дослідники у журналі Physical Review Letters.

Однією з найвидатніших пам’яток флагманського експрес-поїзда Німеччини, ICE-3, є скляна стіна між кабіною водія та кімнатою відпочинку: зазвичай це ясно. Однак одного натискання кнопки достатньо, і він перетворюється - Абракадабра - відтепер той самий у непрозорому молочному склі.

Квантові фізики з Боннського університету освоюють подібний магічний трюк. З однією відмінністю: вони працюють з окремими атомами цезію, які на запит роблять їх "прозорими" або більш-менш "непрозорими".

Атом цезію в "легкій клітці"

Для свого нового експерименту дослідники навколо професора Дітера Мешеде використали арочні дзеркала з надзвичайно високою відбивною здатністю. Вони вирівняли дзеркальні поверхні так, щоб вони стикалися один з одним. Промінь світла можна кидати туди-сюди між дзеркалами в сотні тисяч разів.

У цій "легкій клітці" вони тепер помістили єдиний атом цезію. За допомогою опроміненого з боку лазера управління вони дуже конкретно змінили властивості цього атома. Наприклад, їм вдалося пропустити світло через клітку, послабити її або навіть заблокувати її - як диммер. дисплей

Що можна використовувати цезію як чистий перемикач на вимкнення, дослідники Бонна вже змогли показати рік тому. "Але тепер ми можемо змінити властивості атома за допомогою нашого лазера управління точно так, як нам цього хочеться", - каже Тобіас Кампшпульте з Боннського інституту прикладної фізики.

Приємний ефект: цезій холодніше

Фізики особливо задоволені несподіваним ефектом свого експерименту: атоми цезію при кімнатній температурі досить жваві. Щоб мати можливість спеціально ними маніпулювати, дослідники тому охолоджують атоми, поки вони ледве рухаються. Потім схопіть їх за допомогою своєрідного пінцета світла і потримайте в потрібному місці. Але навіть коли вони охололи, атоми все ще настільки вигадливі, що в середньому їх можна утримати лише на секунду. Потім вони злітають.

Однак в оптичній клітці цезій сидить ще набагато довше під впливом контрольного лазера - в середньому 16 секунд. Це залишає фізикам більше часу для їх експериментів.

"Наші експериментальні установки, здається, продовжують охолоджувати атоми цезію і, таким чином, тримають їх довше", - пояснює Кампшпульте. Чому це так, ми точно не знаємо.

(idw - University Bonn, 06.10.2010 - DLO)