Tuy nhiên, cho đến nay, người ta chưa có thể thực hiện sự giao thoa sóng vật chất bằng cách gửi những nguyên tử độc thân qua thiết bị vì đa số thí nghiệm giao thoa kế dạng xung hoạt độ[r]
(1)Lần thành công: Giao thoa nguyên tử một
Các nhà vật lí Mĩ cho biết họ người quan sát trực tiếp giao thoa nguyên tử độc thân khoảng cách lớn nhiều so với độ dài kết hợp ngun tử Thí nghiệm sử dụng nhíp quang học chuỗi xung laser để “tống” nguyên tử theo hai quỹ đạo khác gặp sau khoảng ms.
Đội khoa học cho biết độ xác thí nghiệm cải thiện, cung cấp thơng tin tồn có lực hấp dẫn phi Newton khoảng cách micron Các nhà nghiên cứu cho biết kĩ thuật cịn dùng để nghiên cứu lực nhỏ xíu phát sinh nguyên tử bề mặt dẫn, đặt tên “hiệu ứng Casimir-Polder”
Trong giới kì lạ học lượng tử, nguyên tử tồn chồng chất hai nhiều quỹ đạo có phép đo vị trí xung lượng thực Tính chất khai thác giao thoa kế sóng vật chất, nhờ – nghe lạ lẫm – nguyên tử độc thân đồng thời theo hai quỹ đạo khác đến máy dò Các lực tác dụng lên nguyên tử gây lệch pha tương đối hai quỹ đạo, mang lại lệch hệ vân giao thoa tạo nơi hai quỹ đạo gặp
(2)Ảnh chụp thiết bị dùng thí nghiệm đội Sandia Có thể nhìn thấy ảnh tế bào thạch anh với thấu kính nhỏ Đây thấu kính dùng để tạo nhíp quang (Ảnh: L Paul Parazzoli)
Điều khiển nguyên tử độc thân
Kĩ thuật sóng vật chất nguyên tử độc thân L Paul Parazzoli, Aaron Hankin Grant Biedermann phát triển Phịng thí nghiệm quốc gia Sandia New Mexico Kĩ thuật họ khác với thí nghiệm trước chỗ nguyên tử bắt đầu kết thúc hành trình nhíp quang học – ánh sáng laser tập trung vào vùng nhỏ nguyên tử bị giam giữ
Các nhà nghiên cứu Sandi sử dụng đám mây gồm nguyên tử caesium cực lạnh bị bẫy làm lạnh tới 4,2 μK sử dụng kết hợp ánh sáng laser từ trường Sau họ tạo nhíp quang chất khí giam giữ nguyên tử, trước chiếu xung laser vào nguyên tử để đưa vào trạng thái lượng tử định Sau nhíp quang học tắt đi, nguyên tử rơi tự
Bị đá lên đá xuống
(3)Tồn q trình sau lặp lại hàng trăm lần để xác định độ lệch pha hai quỹ đạo từ xác định lực hấp dẫn tác dụng lên nguyên tử mức × 10–27 N.
Parazzoli, Hankin Biedermann nhìn thấy hệ vân giao thoa rõ ràng pha tương đối laser xung điều chỉnh, dấu hiệu tượng tự giao thoa nguyên tử độc thân Trong thí nghiệm họ, khoảng cách hai trạng thái nguyên tử lớn cỡ 3,5 μm, lớn gấp 200 lần độ dài kết hợp nguyên tử sử dụng Như vậy, đội nghiên cứu khẳng định thí nghiệm họ minh chứng giao thoa nguyên tử độc thân “không gian tự do” – với không gian tự ám thực tế nguyên tử không bị ràng buộc, cho phép trạng thái phân tách khơng gian
“Thật đẹp”
Paul Hamilton thuộc trường Đại học California, Berkeley, người khơng có liên quan nghiên cứu trên, gọi thí nghiệm nhà nghiên cứu Sandia “một minh chứng giáo khoa thật đẹp giao thoa nguyên tử độc thân”
Vì kĩ thuật sử dụng lúc nguyên tử, nên đội Sandia tin sử dụng để thực phép đo định xứ lực gần bề mặt, ví dụ lực Casimir–Polder xảy nguyên tử bề mặt dẫn Giống lực Casimir quen thuộc, lực phát sinh từ lượng điểm không chân không có gợi ý cho thiết kế hoạt động máy cỡ micron nanomet
Đội khoa học khẳng định độ nhạy thiết bị cải thiện thêm hai bậc độ lớn, sử dụng để lập ràng buộc lên lí thuyết hấp dẫn phi Newton luận cấp độ chiều dài micron Thật vậy, lực hấp dẫn tìm thấy khơng tuân theo lực Newton khoảng cách nhỏ xíu vậy, cung cấp manh mối quan trọng cách thống lí thuyết hấp dẫn với Mơ hình Chuẩn ngành vật lí hạt “Loại phép đo giao thoa thể độ xác tuyệt đối trường hợp khác, đặc tính hữu ích cho việc phát sai lệch khỏi định luật nghịch đảo bình phương thang chiều dài micron,” Parazzoli nói