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 получившейся интерференционной картине.
В этой высокоточной технике, называемой атомно-интерферометрией, важна каждая миллисекунда. Чтобы максимально непрерывно фиксировать сигналы и не пропускать их, весь процесс необходимо быстро повторять.
Теперь исследователи из Германского центра авиации и космонавтики и Лейбницевского университета в Ганновере, Германия, продемонстрировали систему, которая производит более двух КБЭ рубидия в секунду — это быстрее, чем могли добиться предыдущие системы.
В чём заключается улучшение
Улучшение основано на приёме, который называется «окрашивание». Он 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 «нарисованный» потенциал так, как если бы это была фиксированная форма.
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, «нарисованные» 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 „нарисованными“ потенциалами», — говорит исследователь Марейк Хецель, член исследовательской группы.
Автор: Erin Knutson
Erin Knutson — заместитель редактора журнала Physical Review A.