Sciencemag.cz
Doporučujeme
Laserový paprsek dokáže atomy polarizovat tak, že jsou na jedné straně nabité kladně a na druhé záporně. Podobný efekt má elektrické pole, přičemž laserový paprsek funguje také tak, že atomy vedle sebe polarizuje stejným způsobem (záporný náboj vpravo apod.). Tím se vedle sebe dostanou opačně nabité části atomů, přitahují se a mezi nimi se vytvoří speciální vazebný stav – mnohem slabší než vazba mezi dvěma atomy v běžné molekule, ale přesto stále detekovatelná/měřitelná. Protože polarizaci způsobuje laserový paprsek, je snad přípustné, jak to činí tiskové zpráva Vídeňské technické univerzity, objekt označovat za „molekulu ze světla a hmoty.“
Teoreticky byl tento efekt předpovězen již delší dobu, ale teprve nyní se vědcům z Vídeňského centra pro kvantovou vědu a techniku (VCQ) na TU Wien ve spolupráci s univerzitou v Innsbrucku poprvé podařilo exotickou atomovou vazbu změřit. Ovládání této interakce by mohlo být užitečné pro manipulaci s extrémně chladnými atomy; v prostředí mezihvězdného prostoru se celý mechanismus může uplatňovat i při vzniku „klasických“ molekul, respektive to, že světlo dokáže vytvářet mezi atomy přitažlivou sílu, zde může hrát i nějakou další roli..
„Jedná se o velmi slabou přitažlivou sílu, takže chceme-li ji změřit, je třeba experimenty provádět velmi pečlivě,“ uvedla první autorka studie Mira Maiwöger z TU Wien. „Pokud atomy mají velkou energii a pohybují se rychle, přitažlivá síla okamžitě zaniká v šumu. Proto jsme pokus provedli s oblakem ultrachladných atomů.“
Atomy byly nejprve zachyceny a ochlazeny v magnetické pasti na atomovém čipu (nová technika). Poté se past vypne a atomy přejdou do režimu volného pádu. Oblak atomů měl přitom teplotu menší než miliontina K. Za normálních podmínek by se během volného pádu rozpínal. Pokud jsou však atomy během této fáze polarizovány laserovým paprskem, a vzniká tak mezi nimi přitažlivá síla, je tato expanze mraku atomů zpomalena – a právě z toho lze změřit i velikost příslušné přitažlivé síly.
Mira Maiwöger et al, Observation of Light-Induced Dipole-Dipole Forces in Ultracold Atomic Gases, Physical Review X (2022). DOI: 10.1103/PhysRevX.12.031018
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org
