原子激光器的相关问题简述

文章来源: 人气:670 发表时间:2018-01-02

到目前为止,通过从所谓的玻色 - 爱因斯坦凝聚体中提取原子束来制作原子激光器,在所有原子处于相同的量子波状态的非常低的温度下的气体云。但是,将原子置于相同的状态只能解决部分问题。对于大多数原子激光器的应用场景来说,需要原子激光器连续工作。

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  自从激光器被发明以来,它已经成为物理学中非常宝贵的工具。预计原子激光器(用原子的量子波代替光波)可能具有类似的重要应用,例如在构建超精确的时钟中。由阿姆斯特丹大学(UVA)研究员Florian Schreck领导的一个研究小组,现在已经在创造第一个连续原子激光器方面取得了重要进展。该研究小组的结果在本周早些时候发表在“Physical Review Letters”上

  该实验用于创建永久存在的冷气云。

  在普通激光器中,光波形成所谓的相干态:当这些波从激光器出来时,它们都以完全相同的方式振荡,具有相同的频率和相同的相位。量子力学告诉我们,我们所构成的粒子、夸克、电子乃至整个原子也具有类似波动的特性。但是原子也可以处于一个相干的状态吗?或者是否可以建造一个激光器,用原子而不是光子发光?

  这个问题的理论答案是“是的”,任何物理学的学生都可以很容易地证明这一点。事实上,拥有这样的装置将是非常有用的:原子的集体振动可以用来测量超精确的原子钟。然而,将理论转化为实际的功能设备并不像听起来那么简单。

  到目前为止,通过从所谓的玻色 - 爱因斯坦凝聚体中提取原子束来制作原子激光器,在所有原子处于相同的量子波状态的非常低的温度下的气体云。但是,将原子置于相同的状态只能解决部分问题。对于大多数原子激光器的应用场景来说,需要原子激光器连续工作。

  因此,真正的挑战是使原子快速进入相同的波状态,以便原子激光器能够连续供应这些相干粒子。

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