Новый тип взаимодействия света с материей позволяет управлять формой облаков, состоящих из отдельных атомов - «Наука и технологии»

На страницах нашего сайта мы достаточно часто рассказываем нашим читателям об различных экспериментах из области классической физики или квантовой механики, в которых ученые используют так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна. В большинстве случаев этот конденсат формируется из облака отдельных атомов, охлажденных до сверхнизких температур и пойманных в объеме оптической или магнитной ловушке. А некоторые особенности квантового состояния всех атомов позволяют всему облаку конденсата действовать, словно один огромный цельный атом.
До последнего времени ученые использовали два разных метода для управления поведением облака атомов. Первый метод заключается в фокусировке луча лазера на единственном атоме, что позволяет изменить импульс его кинетической энергии. Второй метод позволяет сделать атом чувствительным к электрическому полю, создаваемому фотонами света луча лазера. А недавно, исследователи из института Вайцмана (Weizmann Institute of Science), Израиль, нашли и третий способ управления атомами при помощи света, который имеет массу возможных вариантов применения.

Во время экспериментов ученые создали сферическое облако из миллионов охлажденных атомов рубидия 87. После этого, на облако был наведен луч инфракрасного лазера, частота которого была специально рассчитана и была далека от частоты любых энергетических переходов рубидия 87. Этот свет не затронул сами атомы, точнее их энергетическое и квантовое состояние. Зато все облако атомов отреагировало на свет достаточно необычным образом, оно вытянулось вдоль луча, став более длинным и более тонким.

Исследователи считают, что изменение формы облака атомов является коллективным эффектом влияния луча лазера на все без исключения атомы. Этот эффект получил название электрострикция (измерение формы и размеров тела под воздействием электрического поля). Поскольку такой эффект электрострикции имеет чисто оптическую природу, им и его проявлениями достаточно легко управлять, настраивая параметры света луча лазера.

Полученный эффект, считают ученые, позволит создавать и управлять конденсатом Бозе-Эйнштена, состоящего из атомов, охлажденных до более высокой температуры, нежели это было возможным ранее. А это, в свою очередь, позволит проводить совершенно новые виды научных экспериментов, существенно снизить затраты и проводить такие эксперименты тем ученым, которые не могли позволить себе это раньше из-за финансовых ограничений.