Lad Det: Nøytrale Atomer Laget for Å Virke Som Elektrisk Ladede Partikler

illustrasjon som viser et syntetisk elektrisk felt i en ultracold gass på flere hundre tusen rubidiumatomer (BEC) nedsenket i et konstant magnetfelt
forskerne lager en syntetisk elektrisk elektrisk felt (E*) I En Ultracold Gass På flere hundre TUSEN RUBIDIUMATOMER (Bec) Nedsenket I Et Konstant magnetfelt (B0). Ved hjelp av lasere (røde piler) endrer teamet atomenes energi-momentumforhold, noe som får atomene til å bevege seg på en måte som er fysisk identisk—og matematisk ekvivalent—til hvordan en ladet partikkel ville bevege seg i et elektrisk felt.
Kreditt: Nist

Fullføre historien de startet ved å lage syntetiske magnetfelt,* forskere Fra Joint Quantum Institute (JQI), et samarbeid Med National Institute Of Standards and Technology (NIST) og University Of Maryland, har nå gjort atomer fungere som om de var ladet partikler akselerert av elektriske felt.Disse syntetiske elektriske feltene gjør hvert atom i en gasshandling, individuelt, som om det var en ladet partikkel, men kollektivt forblir de nøytrale, uladede partikler. Denne doble personligheten vil hjelpe forskere å simulere og studere grunnleggende elektriske fenomener og kan føre til en dypere forståelse av eksotiske fenomener som involverer ladede partikler som superledningsevne, strømmen av elektrisitet uten motstand eller quantum Hall-effekten, som BRUKES AV NIST for å skape en standard for elektrisk motstand.noen aspekter av elektrisitet er vanskelig å studere fordi, selv om motsatt ladede partikler er tiltrukket av hverandre, blir tilsvarende ladede partikler avstøt av hverandre. For å komme seg rundt dette innså Nist-fysikeren Ian Spielman og hans kolleger at de kunne få atomer, som vanligvis er elektrisk nøytrale, til å virke som om de er ladede partikler i et elektrisk felt—utvide sin tidligere metode for å få nøytrale atomer til å virke som ladede partikler i et magnetfelt.

forskerne lager sitt syntetiske elektriske felt i en ultracold gass på flere hundre tusen rubidiumatomer. Ved hjelp av lasere endrer teamet atomenes energi-momentumforhold. Dette hadde effekten av å overføre litt av laserens momentum til atomene, noe som fikk dem til å bevege seg. Kraften på hvert atom er fysisk identisk-og matematisk ekvivalent – til hva en ladet partikkel ville føle i et elektrisk felt.så mens de nøytrale atomene hver opplever kraften i dette syntetiske elektriske feltet individuelt, avviser de ikke hverandre som sanne ladede partikler i et vanlig elektrisk felt. Dette er analogt med en erfaren gruppe dansere som alle følger bevegelsene til instruktøren uten å komme i hverandres vei.Ifølge Spielman kan dette arbeidet gjøre det mulig for forskere å studere Hall-effekten, et fenomen der et elektromagnetisk felt kan forårsake ladede partikler som reiser gjennom en leder for å oppleve en sidelengs kraft, som ennå ikke er observert i kaldatomsystemer. Arbeidet kan også lette målinger av atomekvivalenter av elektriske mengder som motstand og induktans. For nøytrale atomer i syntetiske elektriske felt er induktans et mål på energien som lagres som et resultat av atomenes bevegelse, og motstand er et mål for dissipasjon, eller energitap, i systemet. Måling av disse mengdene kan gi innsikt i egenskapene til ladede partikler i analoge systemer, inkludert superledere.

* Se «Jqi Forskere Lage’ Syntetiske Magnetfelt ‘For Nøytrale Atomer,» Desember. 15, 2009.

** Y-J. Lin, R. L. Compton, K. Jimé-Garcí, W. D. Phillips, J. V. Porto og I. B. Spielman, en syntetisk elektrisk kraft som virker på nøytrale atomer, Naturfysikk. Publisert online Mars 20, 2011.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.