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激光用来冷却和陷阱erbium原子

国家标准和技术研究所(NIST)的物理学家使用激光来冷却和陷阱铒原子,a"rare earth"具有异常光学,电子和磁性的重金属。

该元件具有如此复杂的能量结构,以至于它以前认为过于野生陷阱。在4月14日报告的物理审查信件中报告的示威活动,*可能导致新型纳米级设备的电信,量子计算或微调半导体的特性。

激光冷却和捕获涉及用恰到颜色和配置的激光束击中原子,以使原子以导致受控动量和热量的方式吸收和发光,最终产生稳定的,几乎不动的状态。到目前为止,该过程只有在两个能级之间容易切换​​的原子,没有任何可能的停止。 erbium在激光冷却中使用的两者之间具有超过110个能量水平,因此有很多方法可以获得"lost"进行中。 NIST研究人员发现,这些丢失的原子实际上得到了回收,因此毕竟陷阱是可能的。

NIST团队将铒升到超过1300度C以制作原子流。然后使用磁场和六个反向传播紫色激光束在直径约100微米的空间中冷却和捕获超过一百万个原子。由于原子在陷阱中花时间,它们落入110个能级中的一个或多个,停止响应激光,并开始漫射陷阱。但是,循环发生,因为原子足够磁性以通过陷阱在附近保持'S磁场。最终,许多潜伏原子返回到与激光谐振的最低能级,并在陷阱中重新填充。

铒原子可以被捕获到足够高的密度,以成为制作培养 - 爱因斯坦冷凝物的良好起点,是在NIST计算中的NIST研究中使用的不寻常,非常均匀的物质状态。冷陷的铒也可能是用于生产单个光子,电信中使用的波长的单光子,最小的光颗粒。此外,捕获的erbium原子可能会用于"doping"具有少量杂质的半导体,以定制其性质。即使与其他材料混合时,铒 - 与其他稀土金属一样,它立即保留其独特的光学特性 - 已在激光器,放大器和玻璃玻璃上使用的玻璃和陶瓷。例如,铒盐发出粉彩粉红色光。

http://www.nist.gov

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