Ett team av forskare vid Weizmann Institute of Science i Israel har hittat ett nytt sätt att manipulera atomer med hjälp av ljus. I deras tidning publicerad i Fysiska granskningsbrev , teamet beskriver den nya tekniken och möjliga användningsområden för den.

Ända tills nu, forskare har använt två huvudtekniker för att manipulera atomer med ljus. Den första innebär att man avfyrar en laser mot en enda atom för att ändra dess rörelsemängd. Den andra har varit att få en atom att "känna" en elektrisk fältkraft associerad med en ljusstråle. Nu, forskare har utvecklat en tredje teknik – en som innebär att man avfyrar en laser mot ett atommoln.

Experimenten innebar att skapa ett sfäriskt moln som inte bestod av annat än miljontals kalla rubidium-87-atomer. Forskarna avfyrade sedan en puls av infrarött ljus mot molnet (frekvensen beskrevs som "långt avstämd" från rubidium-87-övergångar) och fann att molnet reagerade genom att bete sig på samma sätt som en lins, avleda ljuset och få molnet att bli längre och tunnare – ljusstrålen tryckte i huvudsak ihop sfären till en ny form. Forskarna noterar att parametrarna för strålen de sköt mot molnet hade idealiserats för att minska kraften mellan ljusets elektriska fält och de enskilda rubidiumatomerna.

Forskarna föreslår att förändringen i molnformen berodde på den kollektiva effekten av lasern som verkar på alla atomer i molnet - bevarande av momentum fick atomerna att reagera på en kraft som tryckte mot dem i en riktning motsatt avböjningen. Teamet har uppfunnit en term för att beskriva den övergripande effekten:elektrostriktion. De noterar att de körde sina experiment på monter Bose-Einstein kondensat och moln vid högre temperaturer.

Eftersom det är en global optisk kraft, forskarna konstaterar, den kan enkelt modifieras för att möjliggöra enkel inställning av interaktioner med lasrar – en förbättring jämfört med den nuvarande besvärliga metoden. De föreslår att deras teknik kan visa sig användbar i framtida kalla atomexperiment eftersom den tillåter inducering av interpartikelinteraktioner som lätt kan vändas.

© 2017 Phys.org