Gli interferometri atomici sono dispositivi che utilizzano le caratteristiche delle onde della materia per misurare la fase tra le onde della materia atomica in percorsi separati per effettuare misurazioni ad alta precisione di elementi fisici, come campi gravitazionali e magnetici.
Gli interferometri atomici hanno trovato la loro strada anche nell'industria e vengono utilizzati nelle indagini geologiche, nell'esplorazione mineraria, nel monitoraggio ambientale e per lo sviluppo di orologi atomici di precisione.
Gli interferometri atomici solitamente controllano le onde della materia e in particolare la velocità delle particelle utilizzando i laser. Pertanto, la crescita dell'applicazione dell'interferometro atomico è stata fortemente legata allo sviluppo di sistemi laser avanzati, con molti modelli attuali basati sulla costruzione di reticoli formati da raggi laser.
Ciò significa che un problema con questi sistemi è il fatto che dipendono dal funzionamento efficiente di complessi sistemi laser. Inoltre, sebbene questo metodo abbia raggiunto una precisione encomiabile, fallisce leggermente quando si considerano lunghezze d'onda più corte.
In un nuovo articolo pubblicato su The European Physical Journal D , gli autori Johannes Fiedler e Bodil Holst, dell'Università di Bergen, in Norvegia, descrivono lo sviluppo di uno schema di monocromatore a fascio continuo in grado di raggiungere una purificazione ad altissima velocità basata sulla diffrazione della superficie dell'atomo piuttosto che sull'uso dei laser.
Lo schema proposto dagli autori semplifica l'applicazione nella costruzione di interferometri atomici riducendo i gradi di libertà a un solo angolo.
Il sistema proposto dal duo si basa sull'interferometria atomica a riflessione, consente di preselezionare le velocità alle quali si muove il fascio di materia e consente di sintonizzare lo schema su una configurazione specifica pur consentendogli di fornire fasci di atomi con rapporti ad alta velocità attraverso un gamma di velocità.
Il raggio di materia viene inviato attraverso un foro stenopeico che garantisce che le particelle con una velocità al di fuori di un intervallo specifico vengano bloccate. La diffusione dipendente dalla velocità di questo raggio viene aumentata utilizzando tre riflessioni, il che è reso possibile garantendo che le superfici riflettenti non si muovano l'una rispetto all'altra.
Lo schema presentato dal team è attualmente utilizzato per un fascio di elio diffuso su silicio passivato con idrogeno, ma gli autori affermano che il dispositivo proposto può essere adattato ad altri materiali e fasci atomici.
Il design semplice del dispositivo, che consente di "sintonizzarlo" su una velocità specifica con un angolo fisso, garantisce che sarà facile da maneggiare. Ciò potrebbe essere vitale per lo sviluppo di gravimetri atomici portatili per applicazioni commerciali in geologia e indagini come la prospezione e il rilevamento del petrolio.
