Mihály
2 °C
16 °C

A világ legkisebb tükre egyetlen rétegnyi rubídiumatomból áll

2020.07.20. 12:38

A németországi Max Planck Kvantumoptikai Intézetben Jun Rui és kollégái néhány száz rubídiumatom egymás mellé helyezésével megalkották a világ legkönnyebb tükrét. A Nature-ben közölt cikk szerint úgynevezett lézerhűtéses technikával hűtöttek le rubídium-87 atomokat, amelyek hőmérséklete a kísérlet kezdetén megegyezett a szobahőmérséklettel.

Képzeljük el az atomokat kosárlabdákként, a fény fotonjait pedig pingponglabdákként. Ha kellő számú fotonnal (pingponglabdával) találjuk el a rubídiumatomokat (a nagyobb labdákat), akkor ezzel a kis erővel lelassíthatjuk őket

- nyilatkozta Rui a New Scientistnek. A lassabban mozgó atomok hidegebbek lesznek. Az így lehűtött atomokat a kísérlet második, úgynevezett párolgási hűtési szakaszában tovább hűtötték, egészen

10 nanokelvinig.

Az nagyon hideg. Ezután mágneses térrel szeparálták az egyatomnyi vastagságú rubídiumréteget. Így állt elő a tükör. A kutató elmondta, hogy a térben random módon elhelyezkedő atomok egymástól függetlenül lépnek kölcsönhatásba a fénnyel. Ellenben, ha az atomok szabályos rendben, sima rétegben állnak, akkor az optikai tulajdonságaik egyöntetűvé válnak. Ugyanez történik nagyban a hagyományos tükrök készítésekor is: a sima felület részecskéi azonos irányba verik vissza fényt.

A rubídiumréteg atomjai elég közel lettek egymáshoz, hogy összehangolják a fotonokra adott reakcióikat, így ugyanúgy verik vissza rájuk vetülő fényt. Mindezt vákuumban bizonyították, miután polarizált fénnyel világították meg a rubídiumot, és mérték a visszavert fényt. A kutatók szerint az atomok közötti optikai kölcsönhatások vizsgálata segítségével olyan kvantumállapotokat leszünk képesek előállítani, amelyek eddig nem is léteztek.