Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Постнаука. FAQ. Создан новый метод удерживания холодных атомов

Ключевые слова:  FAQ, Лазерное охлаждение, Методология, Постнаука, Холодные атомы, Эффект Доплера

Автор(ы):  Постнаука

08 ноября 2014

Атомы, окружающие нас, движутся с огромными скоростями. В воздухе, которым мы дышим, типичные скорости атомов составляют сотни метров в секунду — скорости современных реактивных самолетов. Конечно, наблюдать за отдельными атомами в таких условиях не очень удобно. Можно наблюдать за их ансамблями, за коллективными эффектами, за тем, что атомы делают вместе. Но очень трудно наблюдать за тем, что атомы делают по одному. Поэтому некоторое время назад были разработаны методы лазерного охлаждения атомов, позволяющие снизить скорость атомов со скоростей сотни метров в секунду до миллиметров в секунду. Методы используют поглощение атомом встречного потока фотонов, за счет чего скорость атомов снижается — реактивное движение наоборот (если хотите, реактивное торможение). Эта разработка оказалась настолько важной, что была удостоена Нобелевской премии в 1997 году. За ней последовала и вторая премия — за реализацию конденсации Бозе — Эйнштейна в 2001 году — по существу, за еще более глубокое охлаждение атомов до температур, при которых их волновые свойства доминируют.

Что же дало лазерное охлаждение? Получили ли мы возможность работать с отдельными атомами? Да, получили. Но этим дело не ограничилось. Одним из важных эффектов в физике является эффект Доплера — изменение частоты излучателя при его движении. Этот эффект является крайне важным в астофизике, где по красному смещению определяют скорости атомов. В атомной спектроскопии этот эффект скорее вредный: он приводит к тому, что линии излучения/поглощения газов кажутся гораздо шире, чем они есть. К той же проблеме приводят и столкновения атомов между собой. Столкновения к тому же смещают центр линии. Переход же к холодным атомам позволил разом избавиться от обоих вредных эффектов, да еще получить значительную концентрацию атомов в малом объеме. Это позволило сильно повысить точность определения секунды, которая сегодня реализована как «фонтан» холодных атомов. Сегодня развитие методов лазерного охлаждения может привести к переопределению секунды, выведя измерения частоты на новый уровень точности. Стали возможными высокоточные измерения постоянства законов природы, измерения сверхмалых величин, ранее нам недоступных. Получение же бозе-эйнштейновской конденсации открыло нам путь для квантовых симуляторов — устройств, которые, используя холодные атомы, могут моделировать сложные материалы с необычными свойствами. Еще одним их применением может стать разработка оптических и квантовых вычислительных систем.

Одной из особенностей лазерного охлаждения является тот факт, что установки по лазерному охлаждению крайне громоздки. Это удобно исследователям, поскольку позволяет легко менять конфигурацию установки, но с точки зрения практических устройств не слишком удобно. Поэтому уже некоторое время ведутся (и ведутся успешно) работы по разработке различных версий ловушек на чипе. Вышедшая в Nature Communication статья демонстрирует еще один метод удержания атомов на чипе, на сей раз с использованием пассивного проводника и внешнего переменного магнитного поля. При этом атомы «вытягиваются» в одномерные цепочки, параллельные проводнику. Насколько этот новый метод удержания атомов окажется практичным, покажет время. Пока же у нас появился новый метод плести кружева из холодных атомов.

Источник: Постнаука


 

 


Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Механизм
Механизм

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоится онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.