Wiązka atomowa tytanu wytwarzana z dostępnych w handlu części

Belka, utworzona z pompy sublimacyjnej, otwiera drzwi do eksperymentów z fizyką kwantową.

Wiązka atomowa tytanu wytwarzana z dostępnych w handlu części prowadzi obraz

Belki atomowe mają kluczowe znaczenie dla badań właściwości atomowych. Podczas gdy niektóre elementy, takie jak alkalis, są łatwo wytwarzane w wiązce przez sublimację w próżni, inne nie są. W szczególności tworzenie wiązki atomowej tytanu jest wyzwaniem, pomimo zainteresowania tym elementem dla precyzyjnej spektroskopii i fizyki kwantowej.

Tytan jest bardzo opornym na ogniotem elementem, który tworzy kilka metastabilnych chłodnych atomów podczas sublimacji. Schrott i in. zaprojektował system do przezwyciężenia tych wyzwań i osiągnął model działający przy użyciu dostępnej w handlu technologii.

Źródło zespołu wykorzystuje wspólną pompę Getter o nazwie Titanium Sublimaation Pump. W konfiguracji przypominającej żarową żarówkę tytanową półkulę jest promieniowo ogrzewana przez wewnętrzną cewkę wolframową i emituje wiązkę sublimowanych atomów tytanu w stanie podłożonym. Te sublimowane atomy są optycznie pompowane do wyższego poziomu energii do chłodzenia laserowego.

„Nasz wynik stanowi wyraźną ścieżkę do realizacji chłodzenia laserowego i pułapkowania atomów tytanowych” - powiedział autor Jackson Schrott. „Mamy nadzieję, że ten styl źródła wiązki zostanie zaimplementowany w nowych eksperymentach chłodzenia laserowego i pułapkowania dla tytanu, a także innych metali przejściowych”.

Praca umożliwi przyszłe eksperymenty z tytanu ultrakoldowego. Już naukowcy wykorzystali wiązkę w dwóch nowych eksperymentach w swoim laboratorium.

„Gdy zdobywamy doświadczenie w prowadzeniu tych źródeł, możemy dowiedzieć się, w jaki sposób można dalej udoskonalić projekt” - powiedział Schrott. „W końcu możemy powrócić do pracy nad produkcją podobnych źródeł wiązki dla innych elementów metalowych przejściowych”.

Źródło: „Atomowa wiązka tytanu do eksperymentów z atomem ultracold”, Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice i Dan M. Stamper-Kurn, Review of Scientific Instruments (2024). Artykuł można uzyskać pod adresem https://doi.org/10.1063/5.0223352.