Posted in | Nanomaterials

Natuurkundigen Draai naar Radio Dial voor fijnere Atomic Matchmaking

Published on October 20, 2009 at 6:46 PM

Onderzoek naar mysterieuze gegevens in ultrakoude gassen van rubidium atomen, wetenschappers van het Joint Quantum Institute van de National Institute of Standards and Technology (NIST) hebben en de Universiteit van Maryland en hun medewerkers vonden dat goed afgestemde radio-frequentie golven kan beïnvloeden hoe de atomen aantrekken of afstoten elkaar, de openstelling van nieuwe manieren om hun interacties te controleren.

In de volgorde van de groene pijlen, een paar van ultrakoude atomen gas botst, vormt het kort een molecule, en vliegt uit elkaar, in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld (niet afgebeeld) dat dit proces beïnvloedt. Door toevoeging van RF-straling (bliksemschichten) van de juiste frequentie, kan de atomen ervaring die in veel verschillende moleculaire toestanden (rode pijlen), een nog meer uitgebreide en gedetailleerde controle van de botsing. De grootte van de gele uitbarstingen geven de hoeveelheid absorptie / emissie van RF-straling. Credit: Eite Tiesinga, NIST / JQI

Zoals de auteurs rapport * in een komende editie van Physical Review A, de radio-frequentie (RF)-straling zou kunnen dienen als een tweede "knop," in aanvulling op de meer traditioneel gebruikte magnetische velden, voor het regelen van hoe de atomen in een ultrakoude gas interactie . Net zoals het makkelijker is om receptie op een huis radio te verbeteren door zowel elektronisch de frequentie afstemmen op de ontvanger en mechanisch verplaatsen van de antenne, met twee onafhankelijke knoppen voor het beïnvloeden van de interacties in atomaire gassen zouden kunnen rijker en meer exotische regelingen van ultrakoude atomen te produceren dan ooit voorheen.

Eerdere experimenten met ultrakoude gassen, waaronder de creatie van Bose-Einstein condensaat, hebben gecontroleerde atomen met behulp van een enkele knop-traditioneel, magnetische velden. Deze velden kunnen afstemmen atomen tot sterk of zwak interactie met hun buren, een paar op in moleculen, of zelfs overschakelen van de interacties van aantrekkelijk te weerzinwekkend. Het toevoegen van een tweede controle maakt het mogelijk om onafhankelijk van elkaar afstemmen van de interacties tussen de atomen in verschillende staten, of zelfs tussen verschillende soorten atomen. Dergelijke meer controle zou kunnen leiden tot nog meer exotische toestanden van de materie. Een tweede knop, bijvoorbeeld, kan het gemakkelijker maken om een ​​vreemde drie-atoom arrangement bekend als een Efimov staat, waarbij twee neutrale atomen die normaal niet sterk met elkaar samen te voegen met een derde atoom onder de juiste omstandigheden te creëren.

Gedurende vele jaren had gehoopt onderzoekers aan RF-straling te gebruiken als tweede knop voor atomen, maar werden beperkt door de vereiste hoge vermogen. Het nieuwe werk toont aan dat, in de buurt van magnetische velden waarden die een grote invloed op de interacties, is beduidend minder RF energie nodig, en nuttig controle mogelijk is.

In het nieuwe werk, de JQI / NIST-team onderzocht intrigerende experimentele gegevens van de gevangen rubidium atomen genomen door de groep van David Hall in Amherst College in Massachusetts. Deze gegevens bleek dat de RF-straling was een belangrijke factor in het afstemmen van de atomaire botsingen. Om uit te leggen de ingewikkelde manier waarop de botsingen afgewisseld met RF-frequentie en magnetische veld, NIST theoreticus Thomas Hanna ontwikkelde een eenvoudig model van de experimentele regeling. Het model reconstrueerde de energie-landschap van de rubidium atomen en legde uit hoe RF-straling was de atomen 'interacties veranderen met elkaar. Naast het leveren van een routekaart voor rubidium, deze vereenvoudigde theoretische benadering zou kunnen onthullen hoe de RF gebruiken om ultrakoude gassen die bestaan ​​uit andere atomaire elementen controle, zegt Hanna.

* AM Kaufman, RP Anderson, TM Hanna, E. Tiesinga, PS Julienne, en DS Hall, radiofrequentie dressing van meerdere Feshbach resonanties, te verschijnen in Physical Review A

Last Update: 6. October 2011 20:48

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit