原子杂技演员在磁镜上反弹

2017-06-23 09:10:30

作者:Roland Pease世界上第一个用于原子的磁性“蹦床”在美国已经完成了它的步伐该装置允许过冷原子在盒式磁带或软盘上反弹,可用于构建精密时钟和烧瓶以存储冷原子该系统由Ed Hinds,Ken Zetie及其在耶鲁大学的同事开发,依赖于这样一个事实,即中性原子的行为类似于微型磁棒,具有微小的磁偶极子如果朝向正确的方向,这种原子偶极子会被挤出具有高磁场的区域因此,如果磁场具有足够强的足够梯度,它可以像镜子那样反射入射原子工作的磁镜很慢到达这是因为在常温下,原子太能量而不能被磁场阻挡此外,还没有人确定创造必要的“尖锐”磁场的方法 Hinds和他的同事们使用日常盒式磁带打造了正确的配方他们在一段胶带上录制了高频音调,使其磁性颗粒对齐这产生了强烈的磁场,这些磁场在磁带表面之外呈指数衰减,因此镜子“前面”只有1.5微米深然后研究人员利用磁光阱从铷原子云中排出能量,这是最近开发的一种能够将原子捕获并冷却到绝对零度以上的温度的装置他们将大约1000万个原子冷却到仅30微开尔文,将它们悬挂在磁镜上方约2.5厘米处当关闭陷阱时,原子落到磁镜上随着它们的下降,弱磁场与它们的偶极子对齐原子上下反弹大约半秒钟(物理评论快报,第75卷,第629页),但由于热膨胀而分散海因斯说:“这些原子不受限制地散开,在短时间后就会错过镜子”海恩兹和他的同事们发现了磁性计算机软盘形式的完美解决方案,扭曲成凹形当铷原子落在这个凹面镜上时,它会将它们重新聚焦在每次反射上海因兹说原子云然后在分散之前反弹几秒钟这个实验不仅仅是一个派对技巧将来,磁镜可用于将移动的原子聚焦成窄光束例如,这些可以将轨道存放到微小的电子电路上这个想法也可以用在原子钟中,只要原子能够不受干扰地悬停,原子钟就可以“读取”原子中精确定时的电子跃迁陷入永久弹跳运动的原子可以提供最长的读取时间 Zetie说,磁镜也可用于制造“保温瓶”,用于储存冷原子或稀有同位素烧瓶内部将被磁性材料覆盖,磁性材料可以无限期地将原子保持在空间中,