Ottimizzazione del numero di atomi MOT. Si varia il detuning MOT Δ, l'intensità del laser MOT (espressa in figura come parametro di saturazione s0 =Io/MIseduto ), e il gradiente del campo magnetico ∂B/∂z al centro della trappola proiettato lungo l'asse z. La misura viene presa fissando la detuning e quindi variando s0 e ∂B/∂z finché il numero di atomi non è massimizzato. Ogni barra rappresenta il miglior numero di atomi osservato per un dato scoramento. Le fluttuazioni del numero di atomi intrappolati sono stimate dalla deviazione standard di misurazioni multiple del numero di atomi per gli stessi parametri MOT. Credito:Revisione fisica A (2022). DOI:10.1103/PhysRevA.105.L061101
Un team di ricercatori dell'Università Nazionale di Singapore ha sviluppato una trappola magneto-ottica (MOT) personalizzata per raffreddare gli atomi di indio quasi allo zero assoluto. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Physical Review A , il gruppo descrive la personalizzazione del proprio MOT e delle sue prestazioni durante il raffreddamento di milioni di atomi di indio.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che il raffreddamento di alcuni gas atomici conferisce agli atomi proprietà uniche e talvolta utili. Usando la tecnica, i ricercatori hanno creato sensori quantistici e orologi atomici, per esempio. Per raffreddare i gas atomici, gli scienziati usano i MOT per raffreddare le nubi di gas applicando un campo magnetico spazialmente variabile e quindi sparando un laser per spingere gli atomi fuori dal loro stato fondamentale. Sfortunatamente, questa tecnica è stata trovata per funzionare solo su un piccolo numero di gruppi atomici sulla tavola periodica. Ad oggi ha funzionato solo su metalli alcalino-terrosi e alcalini, il che significa che la maggior parte degli atomi elencati nella tabella non sono stati testati a temperature estremamente basse.
In questo nuovo sforzo, piuttosto che una transizione dello stato fondamentale, i ricercatori hanno utilizzato una transizione da uno stato metastabile più longevo nel loro MOT. Ciò ha richiesto la modifica per funzionare solo con atomi di indio.
Una volta completata la riconfigurazione, i ricercatori hanno creato una nuvola composta da oltre 500 milioni di atomi di indio-115 nel loro MOT. Hanno scoperto che le loro modifiche consentivano di raffreddare gli atomi a circa 1 mK per 12,3 secondi, che è all'incirca la stessa quantità di tempo in cui i MOT sono stati utilizzati per raffreddare altri atomi. Suggeriscono che è probabile che i MOT in generale possano essere modificati per raffreddare anche altri tipi di atomi.
I ricercatori notano che non hanno ancora utilizzato il loro MOT personalizzato per condurre esperimenti sulle nuvole fredde, come l'esecuzione di misurazioni quantistiche, ma non vedono alcun motivo per cui non sarebbe fattibile. Concludono che la loro tecnica potrebbe essere utilizzata da altri ricercatori per aprire nuove strade di ricerca sugli atomi in altre parti della tavola periodica. + Esplora ulteriormente
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