Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

Atomen Verpakt in Optical Tubes Boost prestaties van Experimentele atoomklokken

Published on February 5, 2011 at 5:01 AM

In een typisch paradox van de quantum wereld, hebben Jila wetenschappers geëlimineerd botsingen tussen atomen in een atoomklok door de verpakking van de atomen dichter bij elkaar.

De verrassende ontdekking, beschreven in het 03 februari nummer van Science Express, kan stimuleren de prestaties van de experimentele atoomklokken gemaakt van duizenden of tienduizenden neutrale atomen gevangen door elkaar kruisende laserstralen.

Kruisende laserstralen maken "optische buizen" om atomen te pakken dicht bij elkaar, het verbeteren van hun interactie en de prestaties van strontium atoomklok Jila's.

Jila wordt gezamenlijk beheerd door de National Institute of Standards and Technology (NIST) en de Universiteit van Colorado Boulder.

Jila wetenschappers aangetoond dat de nieuwe aanpak met behulp van hun experimentele klok gemaakt van ongeveer 4.000 strontium atomen. In plaats van het laden van de atomen in een stack van pannenkoek-vormige optische vallen als in hun vorige werk, wetenschappers de atomen verpakt in duizenden horizontale optische buizen. Het resultaat was een meer dan tienvoudige verbetering van de klok de prestaties, omdat de atomen zo sterk dat, tegen alle verwachtingen in, stopten ze raken elkaar in wisselwerking. De atomen, die normaal gesproken graag hangen afzonderlijk en ontspannen, krijgen zodat verstoord door dicht bij elkaar dat het ensemble effectief is bevroren in plaats gedwongen.

"De atomen gebruikt om de hele dansvloer te bewegen op en nu zijn ze opgesloten in steegjes, zodat de interactie-energie weg omhoog gaat", zegt NIST / Jila Fellow juni Ye, de leider van de experimentele team.

Hoe precies werkt een hoge interactie-energie-de mate waarin een atoom het gedrag wordt aangepast door de aanwezigheid van anderen te voorkomen botsingen? De resultaten ten volle zin in de quantum wereld. Strontium atomen zijn een klasse van deeltjes bekend als fermionen. Als ze in identieke energie-staten, kunnen ze niet op dezelfde plaats bezetten op hetzelfde moment, dat wil zeggen, ze kunnen niet botsen. Normaal gesproken is de laserstraal wordt gebruikt om de klok te bedienen interactie met de atomen ongelijk, waardoor de atomen verschillend genoeg om te botsen. Maar de interactie-energie van atomen verpakt in optische buizen is nu hoger dan alle energie verschuivingen die kunnen worden veroorzaakt door de laser, waardoor de atomen van differentiërende genoeg om te botsen.

Het idee werd voorgesteld door Jila theoreticus Ana Maria Rey en aangetoond in het laboratorium door de groep Ye's.

Gezien de nieuwe kennis, Gij gelooft dat zijn klok en anderen op basis van neutrale atomen zal concurrerend te worden in termen van nauwkeurigheid met toonaangevende experimentele klokken op basis van enkele ionen (elektrisch geladen atomen). De Jila strontium klok is op dit moment de best presterende experimentele klok op basis van neutrale atomen en, samen met enkele NIST ion en neutrale atoom klokken, een mogelijke kandidaat voor een toekomstige internationale tijd standaard. De apparaten bieden zeer nauwkeurige tijd door het meten van trillingen (die dienen als "teken") tussen de energieniveaus in de atomen.

Naast het voorkomen van botsingen, de bevinding betekent ook dat de meer atomen in de klok, hoe beter. "Als atoom het aantal te verhogen, zowel meet precisie en nauwkeurigheid dienovereenkomstig te verhogen," Gij zegt.

Te vangen de atomen in optische buizen, wetenschappers voor het eerst gebruik van blauwe en rode lasers om strontium atomen afkoelen tot ongeveer 2 microkelvin in een val dat licht en magnetische velden gebruikt. Een verticale rooster van lichtgolven is gemaakt met behulp van een infrarode laserstraal die overspant en vallen de atoom wolk. Dan is een horizontale infrarode laserstraal is ingeschakeld, het creëren van optische buis vallen bij de kruising met de verticale laser.

Bron: http://www.nist.gov/

Last Update: 3. October 2011 23:02

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