Lạnh lùng nhất: làm thế nào một bức thư gửi Einstein và những tiến bộ trong công nghệ làm lạnh bằng laser đã đưa các nhà vật lý đến những trạng thái lượng tử mới của vật chất – Physics World

Trong hai thập kỷ cuối của thế kỷ 20, các nhà vật lý nguyên tử liên tục phá vỡ kỷ lục về nhiệt độ lạnh nhất trong vũ trụ. Những thành tựu này dựa trên một số tiến bộ, bao gồm cả làm mát bằng laser (như được mô tả trong phần 1 của lịch sử này), bẫy quang từ và các kỹ thuật như làm mát Sisyphus đã hoạt động tốt hơn mong đợi (như được mô tả trong phần 2). Đến năm 1990, các nhà vật lý đã thường xuyên làm lạnh hàng chục triệu nguyên tử đến nhiệt độ vài chục microkelvin trên độ không tuyệt đối – lạnh hơn một nghìn lần so với phương pháp đông lạnh thông thường và một phần “giới hạn làm mát Doppler” dự đoán cho các nguyên tử đơn giản làm lạnh bằng laser.

Tuy nhiên, mức giảm nhiệt độ này thậm chí còn kịch tính hơn, thậm chí còn thách thức hơn: hệ số 1000 nữa, từ microkelvin đến nanokelvin. Sự sụt giảm bổ sung này sẽ giới thiệu một lĩnh vực vật lý mới được gọi là suy thoái lượng tử. Ở đây, nhiệt độ thấp và mật độ cao buộc các nguyên tử rơi vào một trong hai trạng thái kỳ lạ của vật chất: hoặc là Ngưng tụ Bose–Einstein (BEC), trong đó tất cả các nguyên tử trong một chất khí kết hợp thành một trạng thái lượng tử giống nhau, hay một khí Fermi suy biến (DFG), trong đó tổng năng lượng của chất khí ngừng giảm vì tất cả các trạng thái năng lượng sẵn có đều đầy (hình 1).

BEC và DFG hoàn toàn là những hiện tượng lượng tử, và tổng spin của nguyên tử sẽ quyết định chúng sẽ hình thành cái nào. Nếu nguyên tử có số electron, proton và neutron chẵn thì đó là boson và có thể trải qua BEC. Nếu tổng số là số lẻ thì đó là fermion và có thể tạo ra DFG. Các đồng vị khác nhau của cùng một nguyên tố đôi khi hành xử theo những cách trái ngược nhau – các nhà vật lý đã tạo ra BEC của lithium-7 và DFG bằng lithium-6 – và sự khác biệt về hành trạng ở nhiệt độ thấp này là một trong những bằng chứng ấn tượng nhất về sự phân chia cơ bản giữa các hạt lượng tử.

Giống như những đột phá trước đây được mô tả trong loạt bài này, việc đi sâu vào suy thoái lượng tử diễn ra nhờ các công nghệ mới được giới thiệu trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu rải rác trên khắp thế giới. Và – cũng như những tiến bộ trước đó – một trong những công nghệ này xuất hiện hoàn toàn tình cờ.

Làm mát bằng laser với giá rẻ

Ở giữa các 1980, Carl Wieman đang nghiên cứu sự vi phạm tính chẵn lẻ trong các nguyên tử caesium tại Đại học Colorado, Boulder, Mỹ. Những nghiên cứu này đòi hỏi các phép đo quang phổ tốn nhiều thời gian và chính xác, và nghiên cứu sinh tiến sĩ của Wieman giàu Watts đã phát triển một cách để thực hiện chúng bằng cách sử dụng laser diode giống như loại laser được hàng triệu người sản xuất cho đầu đĩa CD.

Sau nhiều năm tìm cách ổn định và kiểm soát các thiết bị thể rắn, rẻ tiền này, Watts (khá hợp lý) muốn hoàn thành bằng tiến sĩ, vì vậy ông và Wieman đã tìm kiếm một thử nghiệm ngắn hạn hơn để kiểm tra chúng. Câu trả lời mà họ đưa ra là làm mát bằng laser. Wieman nhớ lại: “Việc hoàn thành luận án của sinh viên này là một điều thú vị và đó hoàn toàn là cách tôi bắt đầu [làm mát bằng laser].”

Năm 1986 Watts và Wieman trở thành người đầu tiên làm lạnh tia laser một chùm nguyên tử caesium. Watts cũng là người đầu tiên làm nguội rubidium bằng laser, với tư cách là một tiến sĩ với Hal Metcalf tại Đại học Stony Brook ở New York, và ông đã tham gia vào các thí nghiệm quan trọng cho thấy sự làm mát dưới Doppler trong Bill Phillips’ tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) ở Gaithersburg, Maryland. Tuy nhiên, giống như một nhân vật quan trọng khác mà chúng ta sẽ gặp trong lịch sử này, Watts rời sân khấu quá sớm và qua đời ở tuổi 39 vào năm 1996.

Trong khi đó, Wieman cần một mục tiêu khoa học mới, thứ chỉ có thể thực hiện được với các nguyên tử lạnh. Ông cùng với các đồng nghiệp và đối thủ mới đã tìm ra nó trong một ý tưởng rất cũ có nguồn gốc khoa học hoàn hảo: ngưng tụ Bose–Einstein.

Một cuộc đua đến đáy

trong 1924 Satyendra Nath Bose là một nhà vật lý ở Đại học thủ đô ở nơi ngày nay là Bangladesh. Trong khi giảng dạy lĩnh vực vật lý lượng tử mới và đang phát triển nhanh chóng, ông nhận ra rằng công thức của Max Planck về quang phổ ánh sáng từ một vật nóng có thể bắt nguồn từ các quy luật thống kê chi phối hành trạng của các photon, có nhiều khả năng xảy ra hơn các hạt cổ điển. được tìm thấy trong cùng các trạng thái.

Bose gặp khó khăn trong việc xuất bản tác phẩm của mình nên ông đã gửi một bản sao cho Albert Einstein, người rất yêu thích nó đến mức ông đã sắp xếp để nó được xuất bản. xuất bản năm Zeitschrift für Physik bên cạnh một tờ giấy của riêng mình. Những đóng góp của Einstein bao gồm việc mở rộng thống kê photon cho các loại hạt khác (bao gồm cả nguyên tử) và chỉ ra một hệ quả thú vị: ở nhiệt độ rất thấp, trạng thái rất có thể xảy ra của hệ là tất cả các hạt chiếm cùng một trạng thái năng lượng.

Trạng thái tập thể này ngày nay được gọi là BEC và có liên quan chặt chẽ với tính siêu chảy và tính siêu dẫn, được quan sát thấy ở chất lỏng và chất rắn (tương ứng) ở nhiệt độ gần không độ tuyệt đối. Tuy nhiên, bản thân quá trình chuyển đổi BEC về nguyên tắc có thể xảy ra trong một chất khí nguyên tử loãng – giống như chất khí mà các nhà vật lý nguyên tử bắt đầu tạo ra vào những năm 1970.

Tuy nhiên, vẫn có một số rào cản. Một là nhiệt độ tới hạn mà tại đó BEC hình thành được xác định bởi mật độ: mật độ càng thấp thì nhiệt độ tới hạn càng thấp. Mặc dù việc làm mát bằng Sisyphus khiến nhiệt độ microkelvin có thể xảy ra, nhưng hơi nguyên tử được làm mát bằng laser khuếch tán đến mức nhiệt độ chuyển tiếp của chúng thậm chí còn thấp hơn, ở ngưỡng nanokelvin. Nó cũng thấp hơn “nhiệt độ giật lại” liên quan đến việc các nguyên tử hấp thụ hoặc phát ra một photon. Do đó, việc làm mát dưới giới hạn này phải được thực hiện mà không cần sử dụng tia laser.

Mỗi lần bay hơi một lần

Giải pháp chung cho những vấn đề này xuất phát từ Daniel Kleppner và các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Nó tương tự như cơ chế làm nguội một tách trà. Các phân tử nước trong trà chuyển động với tốc độ khác nhau và nhanh nhất có đủ năng lượng để thoát ra và bay đi dưới dạng hơi nước. Bởi vì những “kẻ thoát ra” này mang một lượng năng lượng lớn hơn mức trung bình nên các phân tử còn lại cuối cùng sẽ lạnh hơn. Một khi năng lượng trong chuyển động của chúng được phân phối lại thông qua va chạm giữa các phân tử, hệ sẽ đạt đến trạng thái cân bằng mới ở nhiệt độ thấp hơn (hình 2).

Phương pháp của Kleppner được gọi là làm mát bay hơi và nó đòi hỏi hai yếu tố: một phương pháp loại bỏ có chọn lọc các nguyên tử nóng nhất khỏi bẫy và tốc độ va chạm giữa các nguyên tử đủ cao để mẫu cân bằng lại sau đó. Yếu tố đầu tiên đi đôi với giải pháp cho vấn đề giật lùi photon: các nguyên tử có thể được giữ “trong bóng tối” bằng cách chuyển chúng từ bẫy quang từ (MOT) sang bẫy từ tính thuần túy giống như bẫy mà Phillips chế tạo lần đầu tiên vào năm 1983. Năng lượng cao hơn của các nguyên tử “nóng” đòi hỏi một từ trường lớn hơn để giam giữ chúng, và từ trường lớn này tạo ra sự dịch chuyển Zeeman trong các mức năng lượng của nguyên tử. Do đó, một tín hiệu tần số vô tuyến được điều chỉnh phù hợp có thể chuyển các nguyên tử “nóng” ở trường cao này sang trạng thái không bị bẫy mà không làm ảnh hưởng đến các nguyên tử lạnh hơn. Những nguyên tử lạnh hơn còn sót lại cũng bị giới hạn ở một thể tích nhỏ hơn, do đó khi nhiệt độ giảm thì mật độ tăng lên, đưa hệ đến gần BEC hơn theo hai cách.

Tuy nhiên, vấn đề va chạm nằm ngoài tầm tay của các nhà thực nghiệm. Tốc độ liên quan được mô tả bằng một tham số duy nhất: cái gọi là độ dài tán xạ đối với một cặp nguyên tử va chạm ở các trạng thái cụ thể. Nếu chiều dài tán xạ này lớn và dương vừa phải thì quá trình bay hơi sẽ diễn ra nhanh chóng và chất ngưng tụ thu được sẽ ổn định. Nếu chiều dài tán xạ quá nhỏ thì quá trình bay hơi sẽ rất chậm. Nếu nó âm, nước ngưng sẽ không ổn định.

Giải pháp hiển nhiên là chọn một nguyên tử có độ dài tán xạ phù hợp, nhưng thông số này hóa ra cực kỳ khó tính theo các nguyên tắc đầu tiên. Nó cần phải được xác định bằng thực nghiệm, và vào đầu những năm 1990 chưa có ai thực hiện những thí nghiệm cần thiết. Do đó, các nhóm bắt đầu theo đuổi BEC đã chọn các nguyên tố khác nhau từ bảng tuần hoàn, mỗi nhóm đều hy vọng rằng “của họ” hóa ra là “đúng”. Wieman và đồng nghiệp mới Eric Cornell thậm chí còn chuyển từ Caesium sang rubidium vì hai đồng vị ổn định của rubidium đã nhân đôi cơ hội của chúng.

“Điều đó sẽ không bao giờ hiệu quả”

Bởi vì MOT có thể biến thành một bẫy từ tính đơn giản bằng cách tắt các tia laser và cho dòng điện chạy nhiều hơn qua cuộn dây nam châm, nên những bước đầu tiên hướng tới BEC là sự mở rộng đơn giản của các thí nghiệm làm mát bằng laser. Cấu hình “bẫy tứ cực” thu được chỉ có một vấn đề lớn: trường ở tâm bẫy bằng 0, và ở trường 0, các nguyên tử có thể thay đổi trạng thái bên trong của chúng thành trạng thái không còn bị bẫy nữa. Việc bịt “sự rò rỉ” các nguyên tử này từ trung tâm bẫy đòi hỏi phải tìm ra cách giữ cho các nguyên tử bị mắc kẹt không bị thay đổi trạng thái.

Trong nhiều năm, đây là lĩnh vực nghiên cứu chính về làm mát bằng laser. Ngoài Cornell và Wieman, một trong những đối thủ chính trong cuộc đua BEC ngày càng khốc liệt là Ấm Wolfgang của MIT. Nhóm của ông đã phát triển một phương pháp đẩy các nguyên tử ra khỏi vùng trường 0 bằng cách sử dụng tia laser điều chỉnh màu xanh lam tập trung vào tâm bẫy làm “phích cắm”. Về phần mình, Cornell và Wieman đã sử dụng một kỹ thuật hoàn toàn từ tính mà họ gọi là bẫy thế năng quay quanh quỹ đạo thời gian (TOP).

Cornell đã phát triển TOP trên chuyến bay trở về sau một hội nghị vào đầu năm 1994, một phần được thúc đẩy bởi nhu cầu hạn chế sự gián đoạn đối với bộ máy của họ. Mặc dù ông và Wieman không có chỗ cho một chùm tia laser khác, nhưng họ có thể bổ sung thêm một cuộn dây nhỏ quanh trục vuông góc với cuộn dây tứ cực, và điều đó sẽ làm dịch chuyển vị trí trường zero. Tất nhiên, các nguyên tử trong bẫy sẽ di chuyển về số XNUMX mới, nhưng không nhanh chóng. Nếu họ sử dụng hai cuộn dây nhỏ trên các trục khác nhau được điều khiển bởi các dòng điện dao động để di chuyển số XNUMX theo một vòng tròn vài trăm lần mỗi giây, thì điều đó có thể đủ để giữ nó, theo cách nói của Cornell, “ở mọi nơi mà các nguyên tử không có mặt”.

Họ đã thử nghiệm ý tưởng này vào mùa hè năm đó bằng cách sử dụng một cuộn dây nhỏ được điều khiển bởi một bộ khuếch đại âm thanh giá rẻ. Lúc đầu, từ trường được thêm vào làm cho các cuộn dây quấn quanh tế bào hơi thủy tinh kêu lạch cạch một cách đáng báo động, và các cuộn dây được điều khiển tạo ra tiếng rên the thé chói tai, nhưng nguyên tắc là âm thanh nên họ đã chế tạo một phiên bản chắc chắn hơn. Vài tháng sau, vào đầu năm 1995, Cornell thảo luận về kế hoạch bẫy với Ketterle, và ra về với suy nghĩ rằng phích cắm quang của nhóm MIT “không bao giờ hoạt động. Về cơ bản nó sẽ là một cây gậy ngoằn ngoèo to lớn chỉ vào đó.” Tuy nhiên, anh ấy thừa nhận rằng Ketterle có thể cũng cảm thấy như vậy về TOP: “Có lẽ anh ấy đang nghĩ 'Đó là ý tưởng ngu ngốc nhất mà tôi từng nghe trong đời mình.' Vì vậy, cả hai chúng tôi đều rời đi với vẻ hài lòng sau cuộc trò chuyện đó."

Trên thực tế, cả hai kỹ thuật đều có tác dụng. Cornell và Wieman là những người đầu tiên chứng minh điều này, thực hiện một loạt thí nghiệm trong đó họ chiếu một chùm tia laser xuyên qua đám mây nguyên tử lạnh của họ. Trong những “chụp nhanh” này, các nguyên tử trong đám mây sẽ hấp thụ các photon từ tia laser, để lại bóng trong chùm tia. Độ sâu của cái bóng này là thước đo mật độ của đám mây, trong khi kích thước của đám mây biểu thị nhiệt độ của các nguyên tử. Khi quá trình bay hơi diễn ra, các bức ảnh chụp nhanh cho thấy một đám mây nguyên tử đối xứng hình cầu đang dần co lại và nguội đi khi các nguyên tử nóng dần dần bị loại bỏ.

Sau đó, vào tháng 1995 năm 170, ở nhiệt độ khoảng XNUMX nanokelvin, một điều gì đó kịch tính đã xảy ra: một điểm tối nhỏ xuất hiện ở trung tâm hình ảnh của chúng, tượng trưng cho các nguyên tử ở nhiệt độ thấp hơn đáng kể và mật độ cao hơn. Cornell cho biết không mất nhiều thời gian để tìm hiểu chuyện gì đang xảy ra: “Mật độ trung tâm tăng vọt. Điều gì đang xảy ra ở đó nếu không phải là sự ngưng tụ Bose–Einstein?”

Để xác nhận những nghi ngờ của mình, ông và Wieman đã chuyển đổi một số hình ảnh bóng của họ thành các đồ thị ba chiều mang tính biểu tượng hiện nay (xem hình ảnh “Kết quả thú vị nhất”) hiển thị các nguyên tử nhiệt như một bệ rộng và BEC là một “chiếc nhọn” nổi lên trong Trung tâm. Hình dạng của mũi nhọn – rộng hơn theo một hướng so với hướng kia – đã mã hóa một manh mối. Vì bẫy TOP của chúng mạnh hơn theo hướng thẳng đứng so với hướng ngang, nên chất ngưng tụ bị nén chặt hơn theo hướng đó, nghĩa là nó giãn nở nhanh hơn theo hướng đó sau khi thoát ra. Dù không dự đoán được sự thay đổi hình dạng này nhưng họ đã nhanh chóng giải thích được, càng củng cố niềm tin rằng họ đã chạm tới “chén thánh” của BEC.

Cornell và Wieman công bố kết quả của họ (một cách bất thường vào thời điểm đó) trong một cuộc họp báo vào đầu tháng 1995 năm XNUMX. Bài báo của họ được xuất bản trên tạp chí Khoa học tháng tiếp theo. Vào tháng 3, Ketterle và các đồng nghiệp đã tạo ra bộ sơ đồ XNUMXD của riêng họ cho thấy một “đột biến” tương tự xuất hiện khi đám mây nguyên tử natri của họ đạt đến nhiệt độ chuyển tiếp. Cornell, Wieman và Ketterle tiếp tục chia sẻ Giải Nobel Vật lý năm 2001 để đạt được BEC trong hơi nguyên tử loãng.

Fermion có được nhà vô địch của họ

Trong những tháng đầu năm 1995, Cornell tuyển dụng một postdoc mới, Deborah “Debbie” Jin. Chồng cô, John Bohn, một nhà vật lý tại NIST ở Boulder, nhớ lại Cornell đã nói: “Rất nhiều người sẽ nói với bạn rằng BEC vẫn còn nhiều năm nữa mới có, nhưng tôi thực sự nghĩ rằng chúng tôi sẽ làm được điều đó”. Anh ấy đã đúng: BEC đầu tiên xảy ra trong khoảng thời gian Jin đồng ý nhận công việc cho đến khi cô ấy bắt đầu làm việc.

Jin đến từ một cộng đồng nghiên cứu khác – luận án của cô là về các chất siêu dẫn kỳ lạ – nhưng cô nhanh chóng tìm hiểu về laser và quang học, đồng thời đóng vai trò then chốt trong các thí nghiệm ban đầu thăm dò các tính chất của BEC. Là một ngôi sao đang lên, cô nhận được rất nhiều lời mời làm việc lâu dài nhưng cô quyết định ở lại JILA, một tổ chức kết hợp chuyên môn của Đại học Colorado và NIST. Ở đó, để phân biệt công trình của mình với công trình của Cornell và Wieman, cô quyết định theo đuổi một loại hành trạng nhiệt độ cực thấp khác: khí Fermi thoái hóa.

Khi các boson bị chi phối bởi các quy luật thống kê khiến cho hai trong số chúng có nhiều khả năng được tìm thấy ở cùng một trạng thái năng lượng, thì các fermion tuyệt đối bị cấm chia sẻ các trạng thái. Áp dụng cho các electron, đây là nguyên lý loại trừ Pauli giải thích phần lớn hóa học: các electron trong nguyên tử “lấp đầy” các trạng thái năng lượng sẵn có, và trạng thái chính xác của các electron cuối cùng xác định tính chất hóa học của một nguyên tố nhất định. Các nguyên tử Fermion trong bẫy từ tuân theo một quy luật tương tự: khi khí nguội đi, các trạng thái thấp nhất sẽ đầy lên. Tuy nhiên, tại một thời điểm nào đó, tất cả các trạng thái năng lượng thấp đều đầy và đám mây không thể thu nhỏ thêm nữa. Giống như BEC, đây là một hiện tượng lượng tử thuần túy, không liên quan gì đến tương tác giữa các hạt, vì vậy nó có thể được quan sát thấy trong chất khí chứa các nguyên tử cực lạnh.

Jin bắt đầu làm việc tại JILA vào năm 1997 với một sinh viên mới tốt nghiệp, Brian DeMarco, người đã được Cornell thuê nhưng đã chuyển sang làm việc với Jin theo lời giới thiệu của Cornell. Như DeMarco nhớ lại, Cornell đã nói với anh ấy, “Nếu bạn và Debbie có thể là những người đầu tiên tạo ra DFG, thì đó sẽ là một vấn đề lớn và có cơ hội tốt để làm được điều đó.”

Cặp đôi bắt đầu với một phòng thí nghiệm trống rỗng, thậm chí còn thiếu đồ đạc. Bohn nhớ lại họ ngồi trên sàn trong văn phòng mà anh chia sẻ với Jin, lắp ráp các thiết bị điện tử cho tia laser trong tương lai của họ. Tuy nhiên, trong vòng một năm, họ đã có một thiết bị hoạt động để bẫy từ tính và làm nguội các nguyên tử kali fermionic bằng bay hơi.

Nhiệm vụ tìm kiếm DFG đặt ra hai thách thức ngoài những thách thức phải đối mặt trong cuộc đua BEC. Đầu tiên là ở nhiệt độ cực thấp, các va chạm cần thiết cho bước tái cân bằng của quá trình làm mát bay hơi sẽ ngừng xảy ra vì việc cấm hai fermion ở cùng một trạng thái giúp chúng không va chạm nhau. Để giải quyết vấn đề này, Jin và DeMarco đã đặt một nửa nguyên tử của họ vào một trạng thái bên trong khác, tạo ra đủ va chạm giữa các trạng thái để có thể bốc hơi. Khi kết thúc quá trình, họ có thể loại bỏ một trong hai trạng thái và chụp ảnh phần còn lại.

Vấn đề thứ hai là trong khi dấu hiệu thực nghiệm của BEC là một đột biến mật độ khổng lồ ở giữa đám mây nguyên tử, thì sự thoái hóa Fermi lại tinh vi hơn. Hiện tượng chính là các nguyên tử từ chối kết tụ lại với nhau biểu hiện một cách bất thường ở dạng đám mây ngừng co lại hơn nữa khi đạt đến nhiệt độ chuyển tiếp. Việc tìm ra cách phân biệt khí thoái hóa với đám mây nhiệt đòi hỏi phải lập mô hình cẩn thận và một hệ thống hình ảnh có thể đo lường những thay đổi nhỏ trong hình dạng phân bố một cách đáng tin cậy.

Khí Fermi của nguyên tử

Bất chấp những thách thức này, chỉ 18 tháng sau khi bắt đầu với một căn phòng trống, Jin và DeMarco đã công bố quan sát đầu tiên về khí Fermi thoái hóa. Vài năm sau, đội do Ketterle dẫn đầu, Randy Hulet tại Đại học Rice, Christophe Salomon tại ENS ở Paris, và John Thomas tại Đại học Duke, theo sau.

Trong khi đó, Jin tiếp tục sử dụng tia laser và từ trường để chuyển đổi các nguyên tử thoái hóa thành phân tử, mở ra những chân trời mới trong hóa học cực lạnh. Tác phẩm này đã thu hút được nhiều giải thưởng, trong đó có giải Quỹ MacArthur “tài trợ thiên tài”, Các Giải thưởng I I Rabi của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ (APS) và Huy chương Isaac Newton của Viện Vật lý. Jin cũng có thể sẽ là ứng cử viên cho một giải Nobel khác về vật lý nguyên tử cực lạnh, nhưng than ôi, cô ấy chết vì ung thư năm 2016, và giải thưởng không được trao sau khi chết.

Tuy nhiên, ngoài giải thưởng, di sản của Jin còn rất đáng kể. Lĩnh vực phụ mà cô bắt đầu đã phát triển thành một trong những lĩnh vực quan trọng nhất của vật lý nguyên tử, và các sinh viên và đồng nghiệp cũ của cô tiếp tục dẫn đầu nghiên cứu về fermion cực lạnh. Để ghi nhận cam kết của cô trong việc hướng dẫn, APS đã tạo ra Giải thưởng Deborah Jin hàng năm cho Nghiên cứu Luận án Tiến sĩ Xuất sắc về Vật lý Nguyên tử, Phân tử hoặc Quang học.

Lịch sử khám phá đang diễn ra

Loạt bài này bao gồm hơn nửa thế kỷ một chút. Trong thời gian đó, ý tưởng sử dụng tia laser để điều khiển các nguyên tử đã xuất phát từ sự tò mò vu vơ trong đầu của một nhà vật lý ở Bell Labs đến một kỹ thuật nền tảng cho một phạm vi rộng lớn của vật lý tiên tiến. Các ion làm mát bằng laser hiện là một trong những nền tảng quan trọng nhất cho sự phát triển của khoa học thông tin lượng tử. Các nguyên tử trung tính được làm mát bằng laser cung cấp nền tảng cho đồng hồ nguyên tử tốt nhất thế giới. Và các hệ suy biến lượng tử được Cornell, Wieman, Ketterle và Jin quan sát lần đầu tiên đã tạo ra một lĩnh vực con khổng lồ kết nối vật lý nguyên tử với vật lý và hóa học vật chất ngưng tụ. Các nguyên tử được làm lạnh bằng laser tiếp tục có ý nghĩa sống còn đối với nghiên cứu vật lý, và lịch sử mới đang được viết ra hàng ngày trong các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://physicsworld.com/a/coldest-how-a-letter-to-einstein-and-advances-in-laser-cooling-technology-led-physicists-to-new-quantum-states-of-matter/