Một chùm nguyên tử của titan được sản xuất từ các bộ phận có bán trên thị trường
Tia, được tạo ra từ một máy bơm thăng hoa, mở ra cánh cửa cho các thí nghiệm vật lý lượng tử.
Một chùm Titan nguyên tử được sản xuất từ các bộ phận có bán trên thị trường dẫn đầu
Dầm nguyên tử là trung tâm của nghiên cứu tính chất nguyên tử. Trong khi một số yếu tố, như kiềm, dễ dàng được sản xuất trong một chùm tia bằng cách thăng hoa trong chân không, một số khác thì không. Tạo ra một chùm nguyên tử của titan, đặc biệt, là một thách thức, mặc dù quan tâm đến yếu tố này đối với quang phổ chính xác và vật lý lượng tử.
Titanium là một yếu tố rất chịu lửa tạo ra một vài nguyên tử có thể di chuyển trong quá trình thăng hoa. Schrott et al. thiết kế một hệ thống để khắc phục những thách thức này và đạt được một mô hình làm việc bằng công nghệ có sẵn trên thị trường.
Nguồn của nhóm sử dụng một máy bơm getter chung được gọi là máy bơm thăng hoa titan. Trong một thiết lập giống như một bóng đèn sợi đốt, một bán cầu titan được làm nóng bức xạ bởi một cuộn dây vonfram bên trong và phát ra một chùm các nguyên tử titan thăng hoa ở trạng thái mặt đất. Các nguyên tử thăng hoa này được bơm quang học vào mức năng lượng cao hơn để làm mát laser.
"Kết quả của chúng tôi cung cấp một con đường rõ ràng để hiện thực hóa việc làm mát bằng laser và bẫy các nguyên tử titan", tác giả Jackson Schrott nói. "Hy vọng là phong cách của nguồn chùm tia này sẽ được thực hiện trong các thí nghiệm làm mát bằng laser mới và bẫy cho titan và cũng có thể là các kim loại chuyển tiếp khác."
Công việc sẽ cho phép các thí nghiệm Titan Ultracold trong tương lai. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chùm tia trong hai thí nghiệm mới trong phòng thí nghiệm của họ.
"Khi chúng tôi có được kinh nghiệm vận hành các nguồn này, chúng tôi có thể tìm hiểu làm thế nào thiết kế có thể được tinh chỉnh hơn nữa", Schrott nói. "Cuối cùng, chúng tôi có thể trở lại công việc sản xuất các nguồn chùm tương tự cho các yếu tố kim loại chuyển tiếp khác."
Nguồn: "Một chùm Titanium nguyên tử cho các thí nghiệm nguyên tử Ultracold," của Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice và Dan M. Stamper-Kurn, Đánh giá các công cụ khoa học (2024). Bài viết có thể được truy cập tại https://doi.org/10.1063/5.0223352.