Armadilha magneto-óptica personalizada permite resfriar átomos de índio até quase o zero absoluto
Otimização do número de átomos MOT. Variamos a dessintonização MOT Δ, a intensidade do laser MOT (expressa na figura como o parâmetro de saturação s0 =I/MIsáb ), e o gradiente de campo magnético ∂B/∂z no centro da armadilha projetada ao longo do eixo z. A medição é feita fixando a desafinação e, em seguida, variando s0 e ∂B/∂z até que o número de átomos seja maximizado. Cada barra representa o melhor número de átomos observado para uma determinada desafinação. As flutuações do número de átomos capturados são estimadas a partir do desvio padrão de várias medições do número de átomos para os mesmos parâmetros MOT. Crédito:Revisão Física A (2022). DOI:10.1103/PhysRevA.105.L061101
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura desenvolveu uma armadilha magneto-óptica (MOT) personalizada para resfriar átomos de índio até quase o zero absoluto. Em seu artigo publicado na revista
Physical Review A , o grupo descreve a personalização de seu MOT e seu desempenho ao resfriar milhões de átomos de índio.
Nos últimos anos, os cientistas descobriram que o resfriamento de alguns gases atômicos confere propriedades únicas e às vezes úteis aos átomos. Usando a técnica, pesquisadores criaram sensores quânticos e relógios atômicos, por exemplo. Para resfriar gases atômicos, os cientistas usam MOTs para resfriar nuvens de gás aplicando um campo magnético espacialmente variável e, em seguida, disparando um laser para empurrar os átomos para fora de seu estado fundamental. Infelizmente, descobriu-se que essa técnica funciona apenas em um pequeno número de grupos atômicos na tabela periódica. Até o momento, só funcionou em metais alcalino-terrosos e alcalinos, o que significa que a maioria dos átomos listados na tabela não foi testada em temperaturas extremamente frias.
Nesse novo esforço, em vez de uma transição de estado fundamental, os pesquisadores usaram uma transição de um estado metaestável de vida mais longa em seu MOT. Isso exigia modificá-lo para trabalhar apenas com átomos de índio.
Uma vez que a reconfiguração foi concluída, os pesquisadores criaram uma nuvem composta por mais de 500 milhões de átomos de índio-115 em seu MOT. Eles descobriram que suas modificações permitiram resfriar os átomos a aproximadamente 1 mK por 12,3 segundos, que é aproximadamente a mesma quantidade de tempo que os MOTs foram usados para resfriar outros átomos. Eles sugerem que é provável que os MOTs em geral possam ser alterados para resfriar outros tipos de átomos também.
Os pesquisadores observam que ainda não usaram seu MOT personalizado para realizar experimentos nas nuvens resfriadas, como realizar medições quânticas, mas não veem razão para que isso não seja viável. Eles concluem que sua técnica pode ser usada por outros pesquisadores para abrir novos caminhos de pesquisa sobre átomos em outras partes da tabela periódica.
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