Naujas proveržis leido fizikams sukurti atomų spindulį, kuris elgiasi taip pat kaip lazeris ir teoriškai gali veikti „amžinai“. Tai gali reikšti, kad technologija netrukus bus praktiškai pritaikyta, nors vis dar susiduriama su tam tikromis kliūtimis.
Naujas proveržis leido fizikams sukurti atomų spindulį, kuris elgiasi taip pat kaip lazeris ir teoriškai gali veikti „amžinai“, rašo „Science Alert“.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Tai gali reikšti, kad technologija netrukus bus praktiškai pritaikyta, nors vis dar susiduriama su tam tikromis kliūtimis.
Nepaisant to, buvo žengtas didžiulis žingsnis į priekį, kuriant vadinamąjį „atomų lazerį“ – pluoštą, sudarytą iš atomų, judančių kaip viena banga, kurį vieną dieną būtų galima panaudoti pagrindinių fizinių konstantų testavimui ir tiksliųjų technologijų kūrimui.
Atomų lazeriai atsirado visai neseniai. Pirmąjį atomų lazerį 1996 m. sukūrė Masačiusetso technologijų instituto (MIT) fizikai. Jo koncepcija gana paprasta – kaip tradicinį šviesos lazerį sudaro fotonai, judantys sinchroniškai su bangomis, taip ir atomų lazeryje atomai turi išsirikiuoti į bangos formos struktūrą, kad juos būtų galima pasiųsti kaip spindulį.
Tačiau, kaip ir daugelį dalykų moksle, atomų lazerį buvo lengviau sugalvoti nei sukonstruoti. Atomų lazerio pagrindą sudaro medžiagos būsena, vadinama Bozė-Einšteino kondensatu arba BEK.
BEK susidaro atvėsinus bozonų debesį praktiškai iki absoliutaus nulio. Esant tokiai žemai temperatūrai, atomai nugrimzta į žemiausią įmanomą energijos būseną, tačiau visiškai nesustoja.
Atomams pasiekus tokias energijos žemumas, dalelių kvantinės savybės nebegali trukdyti viena kitai; jie juda pakankamai arti vienas kito ir tarsi persidengia, todėl susidaro didelio tankio atomų debesis, kuris elgiasi kaip vienas „superatomas“ arba materijos banga.
Tačiau BEK yra tam tikras paradoksas. Jis labai trapus – paprasta šviesa gali sunaikinti BEK. Turint omenyje, kad BEK atomai yra aušinami optiniais lazeriais, jų egzistavimas paprastai yra trumpalaikis.
Atomų lazeriai, kuriuos mokslininkams iki šiol pavyko sukurti, buvo labiau impulsiniai, nei nenutrūkstami; paprastai paleidžiamas tik vienas impulsas, prieš sugeneruojant naują BEK.
Nepertraukiamą BEK sukurti siekę Amsterdamo universiteto Nyderlanduose mokslininkai suprato, kad reikia kažką keisti.
„Ankstesniuose eksperimentuose laipsniškas atomų aušinimas buvo vykdomas vienoje vietoje. Savo sąrankoje nusprendėme paskirstyti aušinimo etapus ne laike, o erdvėje – privertėme atomus judėti nuosekliais aušinimo etapais, – aiškina fizikas Florianas Schreckas. – Galų gale ultrašalti atomai patenka į eksperimento centrą, kur juos galima panaudoti BEK koherentinėms materijos bangoms formuoti. Tačiau kol šie atomai yra naudojami, nauji atomai jau ruošiasi papildyti BEK. Tokiu būdu galime tęsti procesą kad ir amžinai.“
„Eksperimento centras“ yra rėmas, apsaugantis BEK nuo šviesos, rezervuaras, kurį galima nuolat papildyti tol, kol vyksta eksperimentas.
Tačiau apsaugoti BEK nuo aušinimo lazerio skleidžiamos šviesos pasirodė ne taip paprasta kaip buvo manyta. Iškilo ne tik techninių, bet ir biurokratinių bei administracinių kliūčių.
Dabar, kai buvo įgyvendintas pirmasis nepertraukiamo atomų lazerio kūrimo etapas – „nepertraukiamo atomo“ etapas – kitas žingsnis, pasak mokslininkų, bus bandymai išlaikyti stabilų atomo pluoštą. Tai galima būtų padaryti perkeliant atomus į neįrėmintą būseną ir taip išgaunant sklindančią materijos bangą.
