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Gli Atomi Imballati in Tubi Ottici Amplificano la Prestazione degli Orologi Atomici Sperimentali

Published on February 5, 2011 at 5:01 AM

In un paradosso tipico del mondo di quantum, gli scienziati di JILA hanno eliminato le collisioni fra gli atomi in un orologio atomico imballando gli atomi più vicini insieme.

La scoperta sorprendente, descritta nell'emissione del 3 febbraio di Scienza Precisa, può amplificare la prestazione degli orologi atomici sperimentali fatti di migliaia o di decine di migliaia di atomi neutri bloccati intersecando i raggi laser.

I raggi laser d'Intersezione creano “i tubi ottici„ per imballare gli atomi vicino insieme, migliorando la loro interazione e la prestazione dell'orologio atomico dello stronzio di JILA.

JILA è gestito insieme dal National Institute of Standards and Technology (NIST) e dall'Università di Colorado Boulder.

Gli scienziati di JILA hanno dimostrato il nuovo approccio facendo uso del loro orologio sperimentale fatto di circa 4.000 atomi dello stronzio. Invece di carico degli atomi in una pila di trappole ottiche a forma di pancake come nel loro lavoro precedente, gli scienziati hanno imballato gli atomi in migliaia di tubi ottici orizzontali. Il risultato era più dieci volte un miglioramento nella prestazione dell'orologio perché gli atomi hanno interagito così forte che, contro tutte le probabilità, hanno smesso di colpirsi. Gli atomi, cui normalmente come andar in giroe esclusivamente e rilassato, ottenga così perturbato insieme da essere vicino forzato che l'insieme efficacemente è congelato sul posto.

“Gli atomi usati per avere l'intera pista da ballo da muoversi intorno sopra ed ora sono limitati in vicoli, in modo dall'energia di interazione va modo su,„ dice il Collega Giugno YE, guida di NIST/JILA del gruppo sperimentale.

Su il grado di energia- di interazione a cui il comportamento di un atomo è modificato dalla presenza altro-impedisce Quanto esattamente le collisioni? I risultati hanno significato completo nel mondo di quantum. Gli atomi dello Stronzio sono classe A di particelle conosciute come le fermioni. Se sono negli stati di energia identici, non possono occupare lo stesso luogo nello stesso momento in cui è, essi non possono scontrarsi. Normalmente il raggio laser utilizzato per fare funzionare l'orologio interagisce irregolarmente con gli atomi, lasciando gli atomi abbastanza dissimili per scontrarsi. Ma l'energia di interazione degli atomi imballati in tubi ottici è ora più superiore a tutti gli spostamenti di energia che potrebbero essere causati dal laser, impedicenti gli atomi la differenziazione dei abbastanza per scontrarsi.

L'idea è stata proposta dal teorico Ana Maria Rey di JILA ed è stata dimostrata in laboratorio dal gruppo del YE.

Dato la conoscenza nuova, il YE crede che il suo orologio ed altri basati sugli atomi neutri diventi non Xerox in termini di accuratezza con gli orologi sperimentali di livello mondiale basati sui singoli ioni (atomi elettricamente fatti pagare). L'orologio dello stronzio di JILA è corrente l'orologio sperimentale più di funzionamento soddisfacente basato sugli atomi neutri e, con i parecchi orologi dello ione e dell'atomo neutro del NIST, su un candidato possibile per uno standard di tempo internazionale futuro. Le unità forniscono il tempo altamente accurato misurando le oscillazioni (che serviscono da “tacche„) fra i livelli energetici negli atomi.

Oltre ad impedire le collisioni, l'individuazione anche significa che più atomi nell'orologio, il migliore. “Come i numeri dell'atomo aumentano, sia precisione di misura che aumento di accuratezza di conseguenza,„ il YE dice.

Per intrappolare gli atomi in tubi ottici, gli scienziati in primo luogo usano laser blu e rossi per raffreddare gli atomi dello stronzio a circa microKelvin 2 in una trappola che usa l'indicatore luminoso ed i campi magnetici. Una grata verticale delle onde leggere è creata facendo uso di un raggio laser infrarosso che misura ed intrappola la nuvola dell'atomo. Poi un raggio laser infrarosso orizzontale è acceso, creante le trappole ottiche del tubo all'intersezione con il laser verticale.

Sorgente: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 10:53

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