Конденсат Бозе-Эйнштейна (КБЭ) можно разделить с помощью лазерных импульсов так, чтобы каждая часть двигалась по своему пути в пространстве. При этом малейшие изменения гравитации или ускорения ощущаются двумя облаками несколько по-разному. Когда два облака вновь объединяются, эти изменения становятся видны в результирующей интерференционной картине.
В этой высокоточной технике, называемой атомно-интерферометрией, важна каждая миллисекунда. Чтобы непрерывно фиксировать сигналы и не пропускать их, весь процесс необходимо быстро повторять.
Теперь исследователи из Германского аэрокосмического центра и Лейбницевского университета Ганновера (Германия) продемонстрировали систему, которая производит более двух конденсатов Бозе-Эйнштейна из рубидия в секунду — это быстрее, чем могли сделать предыдущие системы.
Суть улучшения
Улучшение основано на методе, который называется «окрашивание». Этот метод напоминает то, как старые телевизоры формировали изображения, быстро сканируя электронный луч по экрану. Модулируя положение и интенсивность лазерного луча, команда может создать или «нарисовать» усреднённое по времени световое поле над облаком атомов.
Если модуляция достаточно быстрая, атомы реагируют на этот средний «окрашенный» потенциал так, как если бы он имел фиксированную форму. Обычно генерация КБЭ предполагает компромисс: оптические потенциалы должны быть достаточно большими, чтобы удерживать атомы, но достаточно маленькими, чтобы стимулировать столкновения, необходимые для их охлаждения.
Однако, как демонстрируют исследователи в своём эксперименте, «окрашенные» потенциалы позволяют создавать динамические, сложные формы ловушек. Это означает, что можно полностью отказаться от такого компромисса.
«Я думаю, что мы только начали использовать новые возможности, созданные „окрашенными“ потенциалами», — говорит исследователь Марейк Хетцель, член исследовательской группы.
Автор: Эрин Кнутсон
Эрин Кнутсон — заместитель редактора журнала Physical Review A.