Atómový lúč titánu vyrobený z komerčne dostupných dielov

Nosník vytvorený z sublimačného čerpadla otvára dvere pre experimenty s kvantovou fyzikou.

Atómový lúč titánu vyrobený z komerčne dostupných dielov vedie obraz

Atómové lúče sú ústredným bodom štúdie atómových vlastností. Zatiaľ čo niektoré prvky, napríklad alkalis, sa ľahko vyrábajú v lúči sublimáciou vo vákuu, iné nie. Vytvorenie atómového lúča titánu je najmä výzvou, napriek záujmu o tento prvok pre presnú spektroskopiu a kvantovú fyziku.

Titanium je veľmi žiaruvzdorný prvok, ktorý počas sublimácie vytvára niekoľko metastabilných chladiteľných atómov. Schrott a kol. Navrhol systém na prekonanie týchto výziev a dosiahol pracovný model využívajúci komerčne dostupnú technológiu.

Zdroj tímu používa bežné čerpadlo Getter s názvom Titanium Sublimation Pump. V nastavení pripomínajúcej žiarovú žiarovku sa hemisféra titánu radiátívne zahrieva vnútornou cievkou volfrámu a emituje lúč atómov sublimovaných titánu sublimitu. Tieto sublimované atómy sú opticky čerpané do vyššej hladiny energie pre laserové chladenie.

„Náš výsledok poskytuje jasnú cestu k realizácii laserového chladenia a zachytávaniu atómov titánu,“ uviedol autor Jackson Schrott. „Dúfame, že tento štýl zdroja lúča bude implementovaný v nových laserových chladení a zachytávaní pre titány a prípadne aj iné prechodné kovy.“

Práca umožní budúce experimenty s ultracedom titánu. Vedci už používali lúč v dvoch nových experimentoch vo svojom laboratóriu.

„Keď získame skúsenosti s prevádzkou týchto zdrojov, môžeme sa dozvedieť, ako možno dizajn ďalej zdokonaliť,“ povedal Schrott. „Nakoniec sa môžeme vrátiť k práci výroby podobných zdrojov lúča pre ďalšie prvky prechodného kovu.“

Zdroj: „Atomický lúč titánu pre experimenty s ultracedom Atom“, Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice a Dan M. Stamper-Kurn, prehľad vedeckých nástrojov (2024). K článku je prístup k https://doi.org/10.1063/5.0223352.