Създаден е първият в света стабилен атомен лазер

Лазерите създават кохерентни светлинни вълни, които са в перфектен синхрон в самия лазерен лъч. В същото време квантовата механика твърди, че частиците от рода на атомите също трябва да се разглеждат като вълни. Това означава, че е възможно да се създаде „атомен лазер„, състоящ се от кохерентни вълни от материя. Въпросът е дали той ще продължи да излъчва достатъчно дълго, за да има от него действителен практически смисъл? Екип от учени от Амстердам даде положителен отговор на този въпрос.

Атомният лазер се базира на така нареченият Бозе-Айнщайн кондензат (BEC). В природата елементарните частици са разделени на два вида: фермиони и бозони. Фермионите са градивните елементи на веществата, от които сме съставени и ние. Бозоните са напълно различни и те например, могат да преминават един през друг. Към групата на бозоните са включени и фотоните. От друга страна, атомите могат да се държат и като бозони.

Уникалността на бозоните е в това, че те могат да се намират в едно и също състояние в едно и също време, а това означава, че те могат да образуват кохерентна вълна. Субстанцията, която се получава от кондензацията на частиците материя физиците наричат именно Бозе-Айнщайн кондензат.

Синхронизирането на атомите се осъществява изключително трудно, като причината е температурата. Когато веществото се нагрява частиците започват да вибрират и е на практика невъзможно да бъдат накарани да се държат като едно цяло. Само при екстремално ниски температури – при около -273 градуса по Целзий е възможно да бъдат формирани кохерентни вълни от материята на Бозе-Айнщайн кондензата.

Първите кондензати от подобен род бяха създадени преди четвърт век и още тогава се знаеше, че е възможно създаването на атомни лазери. По-късно подобни лазери бяха създадени, но те не можеха да функционират дълго, понеже след всеки импулс трябваше да се създава нов Бозе-Айнщайн кондензат. Екип физици от университета на Амстердам успя да реши този проблем.

При предишните експерименти охлаждането се е осъществявало постепенно, на едно и също място. Амстердамските учени решиха да разпределят охлаждането не само във времето, но и в пространството – атомите се движат докато се охлаждат и достигнат крайните етапи на охлаждане. В крайна сметка с течение на времето непрекъснато се появяват нови свръхстудени атоми, които могат да се използват за формиране на кохерентни вълни от атоми, получени от Бозе-Айнщайн кондензата. След използването на необходимото количество атоми за единично излъчване на атомния лазер, вече има нови готови свръхохладени атоми и този процес може да продължава много дълго време.

По този начин е станало възможно генерирането на стабилен кохерентен атомен лъч, който може би вече не трябва да се нарича „лазерен“.

Информацията е на Phys.org, който не съобщава за какво ще бъде използван атомния лазер – може би в медицината, а може би като едно съвсем ново оръжие.