Atomi u plinovima izvrsni su kandidati za razne senzore, no na sobnoj temperaturi i u atmosferi imaju preveliku brzinu za kontrolu u laboratorijskim uvjetima. Na sobnoj temperaturi atomi se gibaju brzinom od oko 300 m/s. Brzina gibanja atoma povezana je s njihovom temperaturom, stoga da bismo usporili atome, potrebno ih je jako ohladiti.
Hlađenje atoma najbolje se postiže korištenjem lasera u vakuumskoj komori, čime se atomi mogu ohladiti na tisućinku ili desettisućinku stupnja iznad apsolutne nule, što odgovara brzinama od par centimetara po sekundi, malo više od brzine puža. Tako spori hladni atomi mogu se kontrolirati u laboratorijima i koristiti za mjerenje vremena i definiciju sekunde. Atomi posjeduju razne energijske nivoe, a ako se atom natjera da zatitra između dva nivoa, emitirat će svjetlosni val. Oscilacije tog vala mogu se povezati s oscilacijama njihala ili sata, što daje periodički vrlo preciznu jedinicu vremena. Atomski satovi su najprecizniji satovi koji postoje i na njima je definirano trajanje jedne sekunde.
U ovom videu vizualno ćemo ilustrirati metodu laserskog hlađenja, kako se atome usporava i zarobljava u razne optičke stupice i kako ih se kontrolira u laboratorijskim uvjetima. Kao pozadinu dodat ćemo priču o mjerenju vremena i kako su atomski satovi omogućili golemu preciznost, što je korisno za GPS i razne tehnološke sustave koje danas koristimo. Pokazat ćemo i eksperimentalni postav koji uključuje vakuumsku komoru u kojoj se stvaraju i kontroliraju hladni atomi.
19 сен 2024
