Grafik: Popular Science Monthly
Wenn Sie Licht sehen, suchen Sie in Photonen produziert, die von einem angeregten atom. Was aber, wenn anstelle von Licht, ein aufgeregt atom freigesetzt, eine Welle der Materie?
Das ist es, was ein team von Physikern getan hat—Sie erstellt ein experiment, das spuckt Atomen durch den gleichen Prozess, mit dem Atome normalerweise die Licht emittieren, als “spontane emission.” So komisch das auch klingen mag, Sie interessiert sind in eine noch schwer fassbare Phänomen: das seltsame Verhalten einer Materie, so genannte Photonische Kristalle.
“Es ist ein neuartiges system, das eine reiche Spielplatz,” Studie Autor Dominik Schneble von der Stony Brook University sagte Gizmodo. Schneble fühlte, es wäre ein nützliches Werkzeug zur Untersuchung von Systemen, die erzeugen Licht—wie Photonische Kristalle.
Photonische Kristalle sind in der Materie bildet, durch die einige Frequenzen (hauptsächlich Farben) des Lichts kann nicht Reisen. Diese sind Stoffe, die es in der Natur in form von einigen Tieren’ Farbe Muster, und haben viele Anwendungen in der Erstellung von optischen high-tech-Ausrüstung.
Licht nimmt verrückte Eigenschaften, wenn Sie beschränkt sich auf diesen photonischen Kristallen. Erleben Sie “gebrochene ” decay”, wo das system irgendwie beide abgegeben werden und nicht emittiert Ihr Licht zur gleichen Zeit—im Grunde ist das atom in einen angeregten schwingungszustand des angeregten und nicht angeregten. Und in der Regel, Atome Spieß aus Ihr Licht ziemlich schnell, nachdem Sie schon aufgeregt. Aber in Photonische Kristalle, diese Atome könnten bleiben gespannt, ohne zu spucken, Ihr Licht für eine lange Zeit, Autor der Studie Ludwig Krinner aus Stony Brook sagte Gizmodo.
Diese sind seltsame Verhaltensweisen, die sind schwer zu verstehen, weil es wirklich nur möglich, zu beobachten, mit Ihnen über das Licht verlässt den Kristall. So erstellten die Wissenschaftler ein system, das würde zeigen das gleiche Verhalten und würde auch Ihnen erlauben, zu beobachten, es tut sich was. Ihre Arbeit ist in Nature veröffentlicht.
Wie viele seltsam klingende Physik Fortschritte dieser Forschung beginnt mit einem Bose-Einstein-Kondensat, ein system, in dem die Atome gehalten werden, bei extrem kalten Temperaturen. Diese Atome dann zeigen die seltsamen Verhaltensweisen der Quantenmechanik, sondern auf einer Skala groß genug, um beobachtet werden, auf die Wissenschaftler.
Das neue system sah die Möglichkeit, viele Bose-Einstein-Kondensat-Experimente-look, mit Laser trapping rubidium-Atomen. Die Wechselwirkung der Laser erzeugt eine gerade Linie von potentieller Energie wells—Bild eine einzelne Zeile eines Eierkartons. Sie füllte den Brunnen mit kalten rubidium-Atome werden könnte, dass in einem der beiden Staaten, die Sie als “rot” und “blau”. “Rot” rubidium-Atome stecken in den Mauern der Energie-Brunnen. Aber “blau” ignorieren würde die Wände komplett und frei bewegt sich der laser auferlegten Grenzen. Hinzufügen eines oszillierenden magnetischen Feld erlaubt die Atome wechseln zwischen diesen beiden Zuständen.
Der Physiker erreicht Ihr Ziel, und die Brunnen, die spontan emittierten Welle der “blauen” rubidium-Atomen, wie ein atom spontan emittiert Photonen. Dies ist bekannt als eine Materie-Welle.
Das system hat über diese seltsamen Eigenschaften, die bisher nur wissen, gibt es in Photonische Kristalle, wie Bruch-Zerfall.
Diese Materie-Welle-Systeme erlauben könnte, Physiker zu studieren, etwas, das schwierig zu studieren, Photonische Kristalle, Alejandro González Tudela und J. Ignacio Cirac, Physiker der Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Deutschland in der Studie nicht beteiligt, schrieb in einem Kommentar, der Sie an Gizmodo. Der Zugriff auf die Gebiete innerhalb der photonischen Kristalle, in denen das Licht erzeugt wird und Reisen kann sehr schwierig sein. Die Materie-wave-lab setup bietet eine genaue analogen zu geben Wissenschaftlern eine Vorstellung davon, wie diese photonischen Kristalle arbeiten.
Diese Forschung scheinen unklar, aber es ist aufregend für den gleichen Grund, warum viele andere esoterische Physik -, Entdeckungen sind spannend. Sie sind ein Weg für uns, zu lernen, über einige der merkwürdigsten Phänomene im Universum.
[Natur]