|
ΕΡΩΤΗΣΗ : Έτσι
λοιπόν, αν το laser έχει τη σωστή συχνότητα, θα μας
επιτρέψει να επιβραδύνουμε τα γρήγορα άτομα
χωρίς να ωθήσει τα αργά προς τα πίσω. Βέβαια
καταλαβαίνω πως οι συχνότητες των φωτονίων
που αντιλαμβάνονται τα άτομα δεν είναι ίσες με
την αρχική εκπεμπόμενη συχνότητα αλλά
μετατοπισμένες εξαιτίας του φαινομένου Doppler.
Αλλά όλα αυτά συμβαίνουν σε μια διάσταση. Τα
άτομα στο δοχείο κινούνται προς όλες τις
κατευθύνσεις. Πως θα τα επιβραδύνουμε όλα τα
άτομα;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Αυτό που χρειάζεται
να κάνουμε είναι να βομβαρδίσουμε τα άτομα με
δέσμες laser, από όλες τις διευθύνσεις. Αν τότε
ρυθμίσουμε ακριβώς τη συχνότητα που χρειάζεται,
όλα τα άτομα θα ψυχθούν.
ΕΡΩΤΗΣΗ :Φαίνεται
σπουδαίο. Διαλέγοντας το σωστό χρώμα φωτός laser,
μπορούμε να πάρουμε σύνολα από πολύ ψυχρά
άτομα;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Ακριβώς. Οι φυσικοί
αποκαλούν αυτή την τεχνική "οπτικές
μολάσσες" και είναι ακριβώς ότι έκαναν οι
Cornell και Wieman. Στο μικρό γυάλινο δοχείο τους είχαν
άτομα ρουβιδίου τα οποία έψυχαν με φως laser.
ΕΡΩΤΗΣΗ :Αλλά αν
περιμένουμε αρκετά, τα άτομα καθώς κινούνται
τυχαία, θα βγούν έξω από την περιοχή που
οριοθετούν οι δέσμες laser. Δεν θα χτυπήσουν στα
τοιχώματα και θα ξαναθερμανθούν;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Καλή ερώτηση. Για να
εμποδίσουμε τα άτομα να περιδιαβαίνουν εδώ κι
εκεί, οι φυσικοί ρύθμισαν τις δέσμες laser, ούτως
ώστε τα άτομα που προσπαθούν να ξεφύγουν από την
κεντρική περιοχή (όπου διασταυρώνονται οι
δέσμες) θα ωθούνται ξανά πίσω προς το κέντρο με
περισσότερο φως που θα τα χτυπά από άλλες δέσμες
laser. Αυτή η τεχνική είναι γνωστή σαν παγίδα laser.
ΕΡΩΤΗΣΗ :Εννοείς ότι όλο
αυτό δρα σαν ένα μπουκάλι θερμός καμωμένο από laser;
Το φως εμποδίζει τα άτομα να ακουμπούν οτιδήποτε
θερμό και να θερμαίνονται. Ακούγεται απλό, αλλά
πως το πετυχαίνουμε αυτό με φως;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Έχεις δίκιο. Δρα σαν
ένα δοχείο θερμός, αλλά πολλές φορές καλύτερο από
τα συνηθισμένα δοχεία θερμός που φτιάχνουμε με
γυαλί. Είναι εξάλλου σχετικά εύκολο να
αναγκάσουμε το φως να ωθήσει τα άτομα εκεί που
θέλουμε. Βάζουμε απλά ένα ζευγάρι μικρών πηνίων
γύρω από την κυψελίδα με το αέριο και
διοχετεύουμε ρεύματα αντιθέτων φορών στα πηνία
αυτά. Αυτό δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο που
μετακινεί ελαφρά το χρώμα(συχνότητα) του φωτός,
την οποία το άτομο χρειάζεται ν' απορροφήσει. Το
μαγνητικό πεδίο έχει την ελάχιστη
τιμή στο κέντρο της κυψελίδας ενώ γίνεται
ισχυρότερο στα άκρα της.
ΕΡΩΤΗΣΗ :Νομίζω ότι
καταλαβαίνω. Η μετατόπιση της συχνότητας που
προκαλεί το μαγνητικό πεδίο, είναι σαν την
μετατόπιση Doppler, αλλά ενώ η μετατόπιση Doppler
καθορίζει την ώθηση που θα δεχτεί ένα άτομο,
ανάλογα με την ταχύτητα που έχει το άτομο, η
μετατόπιση του μαγνητικού πεδίου κάνει την ώθηση
να εξαρτάται από το που βρίσκεται το άτομο μέσα
στην κυψελίδα.
ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Ναι έτσι
είναι. Με την ταυτόχρονη χρήση της μετατόπισης
λόγω του μαγνητικού πεδίου, και της μετατόπισης
Doppler, το φως θα επιβραδύνει τα άτομα και συγχρόνως
θα τα σπρώξει στο κέντρο της κυψελίδας, όπου και
θα τα συγκρατήσει. Εδώ βλέπουμε μια πραγματική
εικόνα, για το πως μοιάζουν αυτά τα ψυχρά και
παγιδευμένα άτομα μέσα στην κυψελίδα. Μας
φαίνονται λαμπερά από το φως των laser που
ανακλάται πάνω τους.
ΕΡΩΤΗΣΗ :Ακόμα κι αν τα
άτομα δεν ακουμπήσουν ποτέ στα τοιχώματα του
δοχείου, δεν θα θερμανθούν από τις συγκρούσεις
τους με άλλα άτομα;
ΑΠΑΝΤΗΣΗ:Α, βλέπω ότι τα
σκέφτεσαι όλα. Ακριβώς γι αυτό χρειαζόμαστε μια
καλή αντλία κενού, να είναι προσαρμοσμένη στη
συσκευή BEC. Αυτή η αντλία αφαιρεί σχεδόν όλο τον
αέρα από την κυψελίδα, έτσι ώστε, εκτός από τα
λίγα άτομα του ρουβιδίου που θέλουμε να
παγιδέψουμε, δεν υπάρχουν πρακτικά άλλα άτομα
για να προσκρούσουν στα άτομα ρουβιδίου. |
