Solid Power і BMW створять твердотільні акумулятори нового покоління
22 Грудня , 2017
Walmart впроваджує технологію роботизованих супермаркетів
23 Грудня , 2017

Вченим-фізикам вдалось прискорити в сто разів процес створення конденсату Бозе-Ейнштейна

В експериментах у сфері квантової механіки досить часто використовується так званий конденсат Бозе-Ейнштейна. Цей конденсат складається з хмари охолоджених до наднизької температури атомів. За рахунок взаємодій певного роду квантові стани всіх атомів синхронізовані один з одним і вся хмара конденсату починає вести себе як один великий атом, що дозволяє вченим спостерігати за дивними квантовими ефектами. Однак, процес створення конденсату Бозе-Ейнштейна традиційним способом протікає не дуже швидко, що є суттєвою затримкою під час проведення сотень і тисяч дослідів поспіль. І нещодавно вчені з Массачусетського технологічного інституту знайшли спосіб обходу обмежень процесу лазерного охолодження, що дозволило прискорити процес створення хмари конденсату Бозе-Ейнштейна в 100 разів.
У новому методі для охолодження і компресії хмари конденсату Бозе-Ейнштейна використовується виключно лазерне світло, що дозволяє не лише прискорити весь процес, але і зберегти більшу кількість вихідних атомів, з яких формується хмара конденсату.
Новий метод складається з трьох етапів. На першому етапі використовується традиційний метод лазерного охолодження, який охолоджує і стискає хмару до тих пір, поки самі фотони лазерного світла не починають його нагрівати. На наступному, другому етапі процесу використовується так званий метод Раманівського охолодження, в якому два променя лазерного світла охолоджують атоми до ще нижчої температури. Параметри променів лазерів підбираються таким чином, що кінетична енергія атомів перетворюється в їх же магнітну енергію. В результаті цього атоми сповільнюються і охолоджуються до нижчої температури, а їх сумарна енергія залишається, при цьому, на колишньому рівні.
І на третьому етапі світло ще одного лазера, націленого на вже досить холодну і стислу хмару газу, відбирає енергію від повільних атомів, охолоджуючи їх ще глибше.
При отриманні конденсату Бозе-Ейнштейна традиційним способом з мільйона вихідних атомів виходить хмара, в якій налічується близько 10 тисяч атомів. Новий спосіб дозволяє зберегти в хмарі 70 відсотків від початкової кількості атомів. Використовуючи цей метод, вченим вдалось охолодити атоми рубідію до температури від 200 мікрокельвінів до 1 мікрокельвіна лише за 0.1 секунди, що приблизно в 100 разів швидше традиційного способу. В отриманій хмарі конденсату Бозе-Ейнштейна містилось 1 400 атомів, при цьому, кількість вихідних атомів була лише 2 тисячі.
Дослідники вважають, що їм вдалось розкрити лише невелику частину потенціалу нового методу. В подальшому, за рахунок більш тонкого налаштування параметрів лазерного світла та інших параметрів можна буде досягти 1000-кратного прискорення процесу отримання конденсату Бозе-Ейнштейна у порівнянні з традиційним методом.

Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: