История лазера. Научное издание

Методики охлаждения Рё захвата нейтральных атомов позволили продемонстрировать конденсацию БозеРйнштейна Рё открыли возможность создания часов СЃ невообразимой точностью С…РѕРґР°, сверхпрецизионные методы измерения гравитации Рё РґСЂ.

Конденсация Бозе-Рйнштейна

Несомненно, РѕРґРЅРёРј РёР· наиболее впечатляемых результатов современной физики было полученное РІ 1995 Рі. экспериментальное доказательство конденсации БозеРйнштейна. Р’ 1924 Рі. Рйнштейн предсказал существование РѕСЃРѕР±РѕРіРѕ состояния материи, РІ котором РІСЃРµ атомы СЃ определенными свойствами, С‚.РЅ. Р±РѕР·РѕРЅС‹ (СЃРѕ спинами, кратными h), РјРѕРіСѓС‚ оставаться СЃ совершенно одинаковыми квантовыми свойствами. Р’ 1995 Рі. Р’ 1995 Рі. РСЂРёРє Корнел (Рі. СЂ. 1962) РёР· Национального Рнститута стандартов Рё технологий Рё Карл Виман (Рі. СЂ. 1951) РёР· университета Колорадо сумели охладить СЃ помощью лазерного пучка атомы СЂСѓР±РёРґРёСЏ Рё захватить РёС… РІ магнитную ловушку. Затем было произведено дополнительное охлаждение СЃ помощью метода, называемого испарительным охлаждением, действующим так же, как охлаждается чашка чая, С‚.Рµ. позволяя улетучиваться более горячим атомам.

РљРѕРіРґР° достигается очень низкая температура, атомы РІ РЅРѕРІРѕРј состоянии начинают двигаться вместе СЃ РѕРґРЅРѕР№ Рё той же скоростью Рё РІ РѕРґРЅРѕРј Рё том же направлении, вместо того, чтобы двигаться произвольно, как это имеет место для обычного газа. Атомы теряют СЃРІРѕСЋ индивидуальность Рё теперь становятся одиночной коллективной единицей. РС… организованная конфигурация РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє необычным свойствам. Конденсация БозеРйнштейна получалась РІ облаке атомов СЂСѓР±РёРґРёСЏ-87, которые охлаждались РґРѕ ~ 170 РЅРљ. Самый полный образец содержал около 2000 атомов, которые РІ течение более, чем 15 сек находились РІ одиночном квантовом состоянии. Вольфганг Кеттерль (Рі. СЂ. 1957) Рё его РіСЂСѓРїРїР° РёР· MIT (РЎРЁРђ) сумели получить конденсат натрия-23, содержащий РІ сто раз больше атомов. Корнел, Кеттерль Рё Виман получили РІ 2001 Рі. Нобелевскую премию РїРѕ физике Р·Р° достижение конденсации Бозе-Рйнштейна РІ разряженных газах Рё Р·Р° пионерские, фундаментальные изучения свойств этого конденсата. РЎ помощью конденсата Бозе-Рйнштейна возможно изучить некоторые аспекты квантовой механики Рё, может быть, лучше понять явление сверхпроводимости (свойство некоторых материалов совершенно терять электрическое сопротивление). Происхождение Вселенной, также связывают РІ некоторых теориях СЃ конденсацией Бозе-Рйнштейна.