1 / 10

BOSE-EINSTEIN KONDENZÁCIÓ BEC

Bose 1924: fotonok Einstein 1925: atomok. BOSE-EINSTEIN KONDENZÁCIÓ BEC. Ideális Bose-gáz (atomok párosszámú neutronnal) alapállapotban (T=0): minden atom azonos egyrészecske- állapotban: ezek alkotják a kondenzátumot az impulzustérben, 0 impulzus körül

channing-fisher
Download Presentation

BOSE-EINSTEIN KONDENZÁCIÓ BEC

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Bose 1924: fotonok Einstein 1925: atomok BOSE-EINSTEIN KONDENZÁCIÓ BEC Ideális Bose-gáz (atomok párosszámú neutronnal) alapállapotban (T=0): minden atom azonos egyrészecske-állapotban: ezek alkotják a kondenzátumot az impulzustérben, 0 impulzus körül Állandó térfogaton hűtve fázisátmenet-szerűen jelenik meg a kondenzátum, ott, ahol kritikus értéket ér el a FÁZISTÉR-SŰRŰSÉG: ha egy fáziscellába több részecske kerül koordináta:nagy sűrűség impulzus 0 körül: alacsony hőmérséklet további részletek: stat.fiz. jegyzet ugyanitt

  2. Az eddigi csak ideális gázra vonatkozik! Kísérleti rendszerek: • a kölcsönhatás zavarja, megváltoztatja. • folyékony He: atom-atom távolság • szórási hossz: • a szuperfolyékonyság csak bonyolult, áttételes módon kapcsolódik • a BEC-hez • gyengén kölcsönható Bose-gáz: elméletileg érthető (Bogoljubov stb), • kísérletileg megvalósítható, ha nem olyan nagy a sűrűség, de akkor • nagyon alacsony hőmérséklet kell! atomtávolság Lézerhűtés: csak és a sűrűség se elég nagy A hiányzó nagyságrendeket 1995-re dolgozták le, azóta rengeteg kísérlet, izgalmas alkalmazások Nobel-díj: 2001 Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle, Carl E. Wieman

  3. A RÉSZLETEK: • alkáli atomok (Rb, Na stb) túltelített gőze, MERT • gazdag spektrum optikai-mágneses manipulációkhoz, • elég erős atom-atom ütközések a hűtés közbeni termalizációhoz B függvényében „FESCHBACH-REZONANCIÁK” a szórási hosszban! • a kezdet: „sötét” MOT (a közepére nem jut be a melegítő lézerfény) • a folytatás: tisztán mágneses csapdában tömörítés • inhomogén térben az alnívók helyfüggése erőt jelent • áttérés elektronszintekről hiperfinom mágneses alnívókra • párolgásos hűtés -1 rf „szike” (scalpel) ~ MHz a legmelegebb atomok spinjét átbillenti a nem csapdázottba; kevés marad, de az hideg! a maradéknak termalizálódnia kell, ebben jó az alkáli! +1

  4. Baj: a spinbillentő ütközések a kúp hegye körül szinte energia nélkül is mennek: ott lyukas a csapda, BE KELL TÖMNI! DE HOGYAN? • Wieman-Cornell (JILA, Boulder): pörgetni kell a csapdázó mágneses teret • Ketterle (MIT): alulról világító lézer fénynyomásával lezárni • Ketterle (később): „lóherelevél-minta” (cloverleaf) 3D kvadrupól mágneses tér, ami seholse megy le nullába, a tekercsek áramával finoman szabályozható Ioffe 1962 fúzió, Pritchard 1983 atomfizika

  5. Megfigyelés: • rezonáns fénnyel megvilágítva árnyékot vet • a csapdát eleresztve, szétfolyik, kivéve a • 0 impulzusú kondenzátumot! Rb (JILA, Boulder) (mesterséges színek)

  6. Ugyanaz nátriumon, a konkurrenciánál (MIT) A csapda-potenciál anizotróp! ez lényegében a sebességeloszlás, távolságra lefordítva A rezonáns fény destruktív és melegít; később megoldották a leképezést nemrezonáns fénnyel is

  7. A kondenzátum kicsatolása: spinbillentő rf impulzussal Tervek (még mindig): atomlézer, litográfia (építő, nem vágó) Két kondenzátumot egyszerre kicsatolva, esés közben kitágulva átfednek, interferálnak!

  8. GERJESZTÉSEK A KONDENZÁTUMBAN • rezgések: a csapdapotenciált megfeszíteni, azután elengedni • mérhető: frekvencia, csillapítás (PRL 1996 aug. 5) • Elmélet: Szépfalusy Péter és Kondor Imre régi folyékony hélium • elmélete nyomán! kvadrupól módus • kvantált örvények: a csapdapotenciált megpörgetni • (PRL 2004 nov. 19) rácshibák hatszöges és négyszöges örvényrács

  9. LASSÚ FÉNY (Nature 1999 február 18) áteresztés c/ω csoportsebesség dω/dk≈ ∂n/∂ω ~ néhány m/s két rezonancia között erős diszperzió, elnyelés nélkül (EIT: Electromagnetically Induced Transparency) törésmutató egyrezonancia, amit egy „csatoló lézer” fénye kettéhasít, a kettő közé lő be a „szondázó lézer” Az eredmény: egy km-es hullámcsomag μm-esre rövidül, ami belefér egy BEC-be • erős optikai nemlinearitás már 1-2 fotonos intenzitásnál • kvantum-info tárolás • koherens radar-rendszerek stb.

  10. BEC létrehozható még: • mágneses mikrocsapdában („atom chip”) • optikai rácsban • keresztezett lézerekkel létrehozott állóhullámok • fényerőkkel (light shift) csapdáznak www.nature.com/naturephysics: 2005 október, Immanuel Bloch cikke Josephson-szerű oszcillációk két gyengén csatolt kondenzátum között

More Related