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Les Atomes Bourrés dans des Tubes Optiques Amplifient la Performance des Horloges Atomiques Expérimentales

Published on February 5, 2011 at 5:01 AM

Dans un paradoxe typique du monde de tranche de temps, les scientifiques de JILA ont éliminé des collisions entre les atomes dans une horloge atomique en bourrant les atomes plus proches ensemble.

La découverte étonnante, décrite dans la question du 3 février de la Science Exprès, peut amplifier la performance des horloges atomiques expérimentales faites de milliers ou dizaines de milliers d'atomes neutres enfermés en intersectant des faisceaux lasers.

Les faisceaux lasers de Intersection produisent « les tubes optiques » pour bourrer des atomes étroitement ensemble, augmentant leur interaction et la performance de l'horloge atomique du strontium de JILA.

JILA est commun actionné par le National Institute of Standards and Technology (NIST) et l'Université du Colorado Boulder.

Les scientifiques de JILA ont expliqué l'élan neuf utilisant leur horloge expérimentale faite d'environ 4.000 atomes de strontium. Au lieu de charger les atomes en pile de déroutements optiques en forme de crêpe comme dans leurs anciens travaux, les scientifiques ont bourré les atomes dans des milliers de tubes optiques horizontaux. Le résultat était plus que dix fois une amélioration dans la performance d'horloge parce que les atomes ont agi l'un sur l'autre tellement fortement que, contre toute attente, ils ont cessé de se heurter. Les atomes, comme lesquels normalement pour traîner séparé et décontracté, obtenez ainsi perturbé d'être fin obligatoire ensemble que l'ensemble est effectivement gelé en place.

« Les atomes employés pour avoir la piste de danse entière à déménager autour en circuit et maintenant ils sont logés dans des allées, ainsi l'énergie d'interaction monte voie, » dit le Camarade Juin YE, amorce de NIST/JILA de l'équipe expérimentale.

Combien est-ce qu'exact le degré élevé d'énergie-le d'interaction selon du lequel le comportement d'un atome est modifié par la présence autre-évite des collisions ? Les résultats semblent plein raisonnable dans le monde de tranche de temps. Les atomes de Strontium sont une classe des particules connues sous le nom de fermions. S'ils sont dans les conditions d'énergie identiques, ils ne peuvent pas occuper le même lieu pendant qu'est, ils ne peuvent pas se heurter. Normalement le faisceau laser utilisé pour faire fonctionner l'horloge agit l'un sur l'autre avec les atomes inégalement, laissant les atomes assez différents pour se heurter. Mais l'énergie d'interaction des atomes bourrés dans des tubes optiques est maintenant plus haut que tous les décalages d'énergie qui pourraient être provoqués par le laser, empêchant les atomes de différencier assez pour se heurter.

L'idée était proposée par le théoricien Ana Maria Rey de JILA et expliqué dans le laboratoire par le groupe du YE.

Vu les nouvelles connaissances, YE croient que son horloge et d'autres basées sur les atomes neutres deviendra compétitif en termes d'exactitude avec de monde-principales horloges expérimentales basées sur les ions uniques (atomes électriquement chargés). L'horloge de strontium de JILA est actuel l'horloge expérimentale la plus performante basée sur des atomes neutres et, avec des plusieurs l'ion de NIST et les horloges neutres d'atome, un candidat possible pour une future norme de temps internationale. Les dispositifs fournissent le temps hautement précis en mesurant les vibrations (qui servent de « tiques ») entre les niveaux énergétiques dans les atomes.

En plus d'éviter des collisions, la conclusion également signifie que plus d'atomes dans l'horloge, le meilleur. « À Mesure Que les numéros d'atome augmentent, précision de mesure et augmentation d'exactitude en conséquence, » le YE dit.

Pour enfermer les atomes dans des tubes optiques, les scientifiques utilisent d'abord les lasers bleus et rouges pour refroidir des atomes de strontium au microKelvin environ 2 dans un déroutement qui utilise la lumière et des champs magnétiques. Un réseau vertical des ondes lumineuses est produit utilisant un faisceau laser infrarouge qui enjambe et enferme le nuage d'atome. Alors un faisceau laser infrarouge horizontal est mis en marche, produisant les déroutements optiques de tube à l'intersection avec le laser vertical.

Source : http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:48

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