การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการที่เร็วเป็นพิเศษสามารถเข้าถึงได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น ต้องขอบคุณนักวิจัยจาก ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งได้แสดงให้เห็นว่าเลเซอร์ระดับอุตสาหกรรมที่มีขายในท้องตลาดสามารถสร้างพัลส์ของแสงในระดับ ได้ จนถึงขณะนี้ พัลส์ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้ในห้องปฏิบัติการขนาดใหญ่ที่มีระบบเลเซอร์ที่ซับซ้อนเท่านั้น นักวิจัยทำการวัดระดับ โดยส่งพัลส์แสง
ผ่านวัสดุ
เมื่อพัลส์นี้มีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนภายในวัสดุ มันจะบิดเบี้ยว นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแผนที่ 3 มิติของอิเล็กตรอนและสร้างภาพเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนได้ด้วยการเฝ้าติดตามการบิดเบือนเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น แบบจำลองไฮโดรเจนของบอร์แบบดั้งเดิมบ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนใช้เวลา
ประมาณ 150 อะตอมวินาที (10 -18วินาที) ในการโคจรรอบนิวเคลียสของไฮโดรเจน การวัดด้วยความแม่นยำในระดับ ทำให้นักวิจัยสามารถศึกษาการเคลื่อนที่ในระดับอนุอะตอมได้ ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์พื้นฐาน เช่น ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและสสาร
อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันการวัดดังกล่าวสามารถทำได้ในโรงงานเลเซอร์ระดับโลกเท่านั้น ในขณะที่ เป็นที่ตั้งของสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าว และอีกหลายสิบแห่งมีอยู่ทั่วโลก หัวหน้าทีมอธิบายว่าไม่มีสิ่งอำนวยความสะดวกใดที่ทำหน้าที่เป็นสิ่งอำนวยความสะดวกของผู้ใช้อย่างแท้จริง
นั่นคือสถาบันที่อนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์จากสาขาอื่นเข้ามาใช้ในช่วงเวลาสั้นๆ อุปกรณ์สำหรับการวิจัย การขาดการเข้าถึงนี้สร้างอุปสรรคสำหรับนักเคมี นักชีววิทยา นักวัสดุศาสตร์ และคนอื่นๆ ที่อาจได้รับประโยชน์จากการใช้เทคนิควิทยาศาสตร์ ในการทำงานของพวกเขา เขากล่าว
รับพัลส์ไม่กี่รอบจากเลเซอร์ระดับอุตสาหกรรม พัลส์แสงที่สั้นมากที่ใช้ในการทดลองระดับ atto วินาทีประกอบด้วยวงจรการสั่นเดี่ยวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัฏจักรดังกล่าวมักสร้างขึ้นโดยการแพร่กระจายพัลส์เลเซอร์แบบเฟมโตวินาที (10 -15วินาที) ผ่านท่อที่บรรจุก๊าซมีตระกูล เช่น อาร์กอน
หรือนีออน
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพัลส์แสงและก๊าซจะขยายสเปกตรัมของพวกมัน ทำให้สามารถบีบอัดพวกมันได้ทันเวลา ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาวิธีการรับพัลส์ไม่กี่รอบดังกล่าวจากเลเซอร์ระดับอุตสาหกรรม ซึ่งก่อนหน้านี้สามารถผลิตได้เฉพาะพัลส์ที่มีระยะเวลานานกว่ามากเท่านั้น พวกเขาประสบความสำเร็จ
โดยการบีบอัดพัลส์ประมาณ 100 รอบในหลอดที่มีก๊าซระดับโมเลกุลแทนที่จะเป็นก๊าซมีตระกูล และเปลี่ยนความยาวของพัลส์ที่ส่งผ่านท่อ ขั้นตอนนี้ทำให้สามารถบีบอัดพัลส์ได้ 45 เท่า บีบให้เหลือ 1.6 รอบการสั่น ณ จุดนี้ กล่าวว่า พวกเขาแสดงให้เห็นว่าสามารถใช้พัลส์ที่บีบอัดเหล่านี้เพื่อผลิตพัลส์
โดยการสร้าง อัลตราไวโอเลตสุดขั้ว ซึ่งเป็นสิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็น “จุดเด่นของการสร้างพัลส์” การเลือกระยะเวลาของก๊าซและพัลส์เป็นกุญแจสำคัญผู้เขียนนำการศึกษาตั้งข้อสังเกตว่าระยะเวลาของเลเซอร์พัลส์เริ่มต้นเป็นกุญแจสำคัญ การเติมก๊าซโมเลกุลลงในท่อ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งก๊าซ
ของโมเลกุลเชิงเส้น เช่น ไนตรัสออกไซด์ที่ใช้ในงานนี้ ช่วยเพิ่มผลการบีบอัดเนื่องจากโมเลกุลมีแนวโน้มที่จะหมุนให้อยู่ในแนวเดียวกันกับสนามเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงที่เกิดจากการจัดตำแหน่งนี้จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อพัลส์ยาวพอที่จะจัดตำแหน่งโมเลกุลแบบหมุนได้ การเลือกแก๊สก็มีความสำคัญ
นักวิจัย
ซึ่งรายงานผลงานของพวกเขากล่าวว่า เทคนิคของพัลส์รอบเดียวอยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม ด้วยการปรับแต่งเพิ่มเติม เสริมว่าการลดความซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับเลเซอร์เชิงพาณิชย์ระดับอุตสาหกรรมควรทำให้วิทยาศาสตร์ เข้าถึงได้มากขึ้นและสามารถเปิดใช้งานสหวิทยาการได้มากขึ้นเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิต่ำสุดที่เทคนิคการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์เหล่านี้สามารถเข้าถึงได้นั้นถูกจำกัดด้วยพลังงานของโฟตอนเดียว ด้วยเหตุนี้ “ความหนาแน่นของเฟส-สเปซ” ซึ่งเป็นจำนวนอะตอมภายในปริมาตรแลมบ์ดาเดซิเบล3จึงต่ำกว่าที่จำเป็นสำหรับ BEC ประมาณหนึ่งล้านเท่า
เส้นทางสู่ BEC ที่ประสบความสำเร็จกลายเป็นการผสมผสานระหว่างเทคนิคการทำความเย็นที่พัฒนาขึ้นสำหรับไฮโดรเจนและอัลคาไล: ไอของอัลคาไลจะถูกทำให้เย็นด้วยเลเซอร์ก่อนแล้วจึงระบายความร้อนด้วยการระเหย ในการทำความเย็นแบบระเหย อะตอมที่มีพลังงานสูงจะหลุดออกจากตัวอย่างได้
เพื่อให้พลังงานเฉลี่ยของอะตอมที่เหลือลดลง การชนกันแบบยืดหยุ่นจะกระจายพลังงานระหว่างอะตอมในลักษณะที่การกระจายความเร็วกลับมาอยู่ในรูปของแมกซ์เวลล์-โบลต์ซมันน์อีกครั้ง แต่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า นี่เป็นกระบวนการระเหยแบบเดียวกับที่เกิดขึ้นเมื่อชาเย็นลง แต่เคล็ดลับพิเศษ
สำหรับอะตอมที่ติดอยู่คือพลังงานขั้นต่ำสามารถลดลงได้เรื่อยๆ สิ่งนี้ทำให้ตัวอย่างอะตอมถูกทำให้เย็นลงหลายลำดับความสำคัญ โดยมีข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือจำนวนอะตอมที่ติดอยู่จะลดลง ความท้าทายในการรวมแผนการทำความเย็นทั้งสองนี้สำหรับอัลคาไลคือคำถามเกี่ยวกับความหนาแน่นของอะตอม
วิธีการทางแสงทำงานได้ดีที่สุดที่ความหนาแน่นต่ำ โดยที่แสงเลเซอร์ไม่ได้ถูกดูดกลืนโดยตัวอย่างอย่างสมบูรณ์ ในทางกลับกัน การระเหยนั้นต้องการความหนาแน่นของอะตอมสูงเพื่อให้แน่ใจว่าการทำให้ร้อนและการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้เปลี่ยนการเน้นย้ำสำหรับวิธีการทางแสง:
ในขณะที่ก่อนหน้านี้เคยถูกใช้เพื่อสร้างอุณหภูมิต่ำและความหนาแน่นของเฟสสเปซสูงพร้อมกัน แต่ตอนนี้พวกเขาต้องการสร้างอัตราการชนที่ยืดหยุ่นสูง นอกจากนี้ยังต้องทำในห้องสุญญากาศสูงพิเศษเพื่อยืดอายุการใช้งานของก๊าซที่ติดอยู่ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีแนวคิดใหม่เพื่อให้บรรลุ BEC แต่เป็นความท้าทายในการทดลองเพื่อปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพเทคนิคที่มีอยู่ การพัฒนาเหล่านี้ส่วนใหญ่
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
