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Posted in | Nanomaterials

I fisici Girare da chiamare Radio per matchmaking Finer atomica

Published on October 20, 2009 at 6:46 PM

Studio dei dati misterioso nei gas ultrafreddi di atomi di rubidio, gli scienziati del Joint Quantum Institute del National Institute of Standards and Technology (NIST) e l'Università del Maryland e dei loro collaboratori hanno scoperto che correttamente sintonizzati onde a radiofrequenza possono influenzare gli atomi attraggono o si respingono l'un l'altro, apertura di nuovi modi di controllare le loro interazioni.

Nella sequenza di frecce verdi, un paio di gas si scontra atomi ultrafreddi, forme brevemente una molecola, e vola a parte, in presenza di un campo magnetico esterno (non mostrato) che influenza questo processo. Con l'aggiunta di radiazione RF (fulmini) della giusta frequenza, gli atomi possono provare di essere in molti diversi stati molecolari (frecce rosse), fornendo un controllo ancora più ampia e dettagliata della collisione. La dimensione delle esplosioni gialle indicano la quantità di assorbimento / emissione di radiazioni RF. Credito: Eite Tiesinga, il NIST / JQI

Come gli autori di report * in un prossimo numero di Physical Review A, la radio-frequenza (RF) radiazioni potrebbe servire come una seconda "manopola", oltre ai campi magnetici più tradizionalmente utilizzati, per controllare come gli atomi in un gas ultrafreddi interagire . Così come è più facile migliorare la ricezione su una radio a casa sia elettronicamente la regolazione della frequenza sul ricevitore e meccanicamente spostando l'antenna, con due manopole indipendenti per influenzare le interazioni in gas atomici in grado di produrre le modalità più ricca e più esotico di atomi ultrafreddi che mai prima.

Precedenti esperimenti con i gas ultrafreddi, inclusa la creazione di condensati di Bose-Einstein, hanno controllato gli atomi, utilizzando un unico manopole tradizionalmente, campi magnetici. Questi campi possono sintonizzarsi atomi interagiscono fortemente o debolmente con i loro vicini, in coppia in molecole, o addirittura cambiare le interazioni da attraente per ripugnante. L'aggiunta di un secondo controllo permette di regolare in modo indipendente le interazioni tra atomi in diversi stati o anche tra differenti tipi di atomi. Tale maggiore controllo potrebbe portare a stati ancora più esotici della materia. Una seconda manopola, per esempio, può rendere più facile creare una strana tre atomo disposizione noto come uno stato Efimov, in cui due atomi neutri che normalmente non interagiscono fortemente tra loro si uniscono con un atomo di terzi alle condizioni di destra.

Per molti anni, i ricercatori avevano sperato di utilizzare radiazioni RF come una seconda manopola per gli atomi, ma sono stati limitati dalla elevata potenza richiesta. Il nuovo lavoro mostra che, vicine ai valori del campo magnetico che hanno un grande effetto sulle interazioni, molta meno energia RF è necessario, utile e di controllo è possibile.

Nel nuovo lavoro, la JQI / NIST team ha esaminato intrigante dati sperimentali di atomi di rubidio intrappolati assumere il raggruppamento di David Hall a Amherst College nel Massachusetts. Questi dati hanno mostrato che la radiazione RF è stato un fattore importante nella messa a punto le collisioni atomiche. Per spiegare il modo complicato in cui le collisioni varia con frequenza RF e il campo magnetico, il NIST teorico Thomas Hanna sviluppato un semplice modello del dispositivo sperimentale. Il modello ricostruito il paesaggio energia degli atomi di rubidio e ha spiegato come le radiazioni RF stava cambiando le interazioni degli atomi 'uno con l'altro. Oltre a fornire una roadmap per rubidio, questo approccio teorico semplificato potrebbe rivelare come utilizzare RF per il controllo dei gas ultrafreddi composto da altri elementi atomici, Hanna dice.

* AM Kaufman, RP Anderson, TM Hanna, E. Tiesinga, PS Julienne, e DS Hall, vestirsi a radiofrequenza di molteplici risonanze Feshbach, ad apparire in Physical Review A.

Last Update: 9. October 2011 05:36

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