Strona główna Aktualności
Technologie

Dr Tomasz Kawalec współtwórcą nowego typu lasera atomowego

24.01.2009 Technologie, Ludzie Nauki

Nowy typ lasera atomowego z wiązką prowadzoną w falowodzie optycznym skonstruował dr Tomasz Kawalec z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Polski fizyk współpracował z grupą naukowców z Laboratorium Kastlera Brossela w Paryżu, pod kierunkiem dr. Davida Guéry-Odelina. "W układzie tym, atomy rubidu z kondensatu Bosego-Einsteina, otrzymywanego również dzięki optycznym siłom dipolowym, są płynnie przemieszczane do falowodu optycznego, przy pomocy dodatkowego, niejednorodnego pola magnetycznego. Dzięki takiej konstrukcji, wzbudzenia atomów (oscylacje) w kierunku prostopadłym do kierunku ich wiązki są znacznie zredukowane, co jest wyznacznikiem jakości lasera atomowego w falowodzie" – mówi dr Tomasz Kawalec. Wyniki prac naukowiec przedstawił podczas seminarium w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.

Laser optyczny to urządzenie emitujące spójną wiązkę światła. Laser atomowy to – analogicznie do lasera optycznego – urządzenie emitujące wiązkę atomów będącą spójną falą materii. Jak mówi dr Kawalec, "taka wiązka atomów jest też, używając analogii z laserem optycznym, bardzo +jasna+ (a zatem – gęsta). Laser atomowy, poza badaniami podstawowymi, będzie najprawdopodobniej wykorzystany do budowy ulepszonych interferometrów atomowych, do realizacji układów holografii atomowej, czy też w nanolitografii. Przy konstrukcji lasera atomowego wykorzystuje się proces chłodzenia grupy takich samych atomów w fazie gazowej, prowadzący – w bardzo niskiej temperaturze w okolicy zera bezwzględnego i przy spełnieniu szeregu warunków – do powstania tak zwanego kondensatu Bosego-Einsteina".

Jak podkreśla dr Tomasz Kawalec, jest to bardzo ciekawy stan materii, w którym w skali makroskopowej obserwuje się kwantowe właściwości materii, normalnie obserwowane jedynie w skali mikroskopowej. "W szczególności – wszystkie atomy w kondensacie są opisywane przez jedną, wspólną funkcję falową, a więc są reprezentowane przez jedną, wspólną falę materii. Aby uzyskać spójną wiązkę atomów, należy zatem stopniowo uwalniać atomy z kondensatu, w sposób impulsowy lub prawie-ciągły, nie niszcząc przy tym ich spójności" – dodaje naukowiec.

Aby jednak w pełni wykorzystać zalety wiązki atomów emitowanej przez laser atomowy, trzeba precyzyjnie kontrolować jej parametry, a w tym – kierunek propagacji, który w dotychczasowych realizacjach był wyznaczany głównie przez grawitację.

Jak zauważa dr Kawalec, do kierowania ruchem wiązki atomów można wykorzystać tak zwaną optyczną siłę dipolową, która działa na atomy znajdujące się w skupionej wiązce światła laserowego o dużym natężeniu. Jeśli wiązka laserowa jest odstrojona ku czerwieni od przejścia rezonansowego w atomach, atomy są przyciągane do obszaru dużego natężenia światła. A zatem atomy mogą się prawie swobodnie poruszać wzdłuż wiązki laserowej, ale ich ruch jest ograniczony w kierunkach prostopadłych do kierunku wiązki światła. Można tu wprowadzić pewną analogię pomiędzy światłem propagującym się w światłowodzie i wiązką atomów propagującą się w takim optycznym falowodzie.

"Należy pamiętać, że nazwa +laser atomowy+, jakkolwiek powszechnie przyjęta, jest nieco myląca. Nazwa +laser+ jest bowiem akronimem, oznaczającym +wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania+, a zatem odnosi się jedynie do fal elektromagnetycznych. Jednak pewne podobieństwa w procesie przygotowania i emisji spójnej wiązki fotonów oraz atomów spowodowały, że nazwa laser przyjęła się też dla urządzenia emitującego materię w sposób spójny" - mówi dr Tomasz Kawalec.

Eksperymentalne i teoretyczne badania nad kontrolowaniem ruchu atomów są prowadzone także w Polsce. Doświadczalną stroną chłodzenia atomów zajmują się naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu (w ramach Krajowego Laboratorium FAMO) oraz fizycy prowadzący badania na Uniwersytecie Warszawskim. Dr Tomasz Kawalec zajmuje się, w grupie prof. Tomasza Dohnalika w Zakładzie Optyki Atomowej Instytutu Fizyki UJ, modyfikowaniem ruchu atomów w tak zwanym dipolowym optycznym lustrze atomowym.

"Układ ten umożliwia zarówno prowadzenie badań fundamentalnych, a w szczególności – obserwację efektów przewidywanych jedynie w mechanice kwantowej, badanie oddziaływania zimnych atomów i powierzchni dielektrycznych, jak też i zastosowawczych – w kierunku skonstruowania efektywnej mikroplatformy, wiążącej w kontrolowany sposób światło i atomy tak, aby można było w niej wykonywać obliczenia kwantowe" – relacjonuje dr Tomasz Kawalec.

PAP - Nauka w Polsce, Elżbieta Zielińska

bsz


Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Historia o królestwie antynaukowości Historia o królestwie antynaukowości

"W królestwie Monszatana. GMO, gluten i szczepionki" Marcina Rotkiewicza już w samym tytule obiecuje ciekawą opowieść o trzech kontrowersyjnych tematach: żywności modyfikowanej genetycznie, diecie bezglutenowej i ruchach antyszczepionkowych. I tej opowieści dostarcza - ale głównie na jeden z tych tematów.

Więcej

Myśl na dziś

Bądźmy ludźmi, choćby tak długo, póki nauka nie odkryje, że jesteśmy, czym innym.
Stanisław Jerzy Lec

Nasz blog

Planetarne zoo Planetarne zoo

Ciemne jak smoła, lekkie jak styropian czy pokryte szafirowymi chmurami – takie bywają badane w ostatnim czasie pozasłoneczne planety. Niektóre z nich mogą się okazać bardzo przydatne dla nauki.

Więcej

Tagi