В основе атомного лазера лежит так называемый бозе-конденсат. В природе элементарные частицы делятся на два типа: фермионы и бозоны.

В Китае заявили о фиксировании сигналов инопланетной цивилизации, а затем просто удалили отчет

Фермионы – это строительные блоки вещества, из которого мы состоям. Бозоны совсем другие, например, могут проходить друг через друга. К бозонам относятся, в частности, фотоны. Однако вести себя как бозоны могут и атомы.

Уникальность бозонов в том, что они могут находиться в том же состоянии в одно и то же время, другими словами, могут конденсироваться в когерентную волну. Субстанцию, исходящую из конденсации частиц материи, физики называют бозе-конденсатом.

В чем проблема

Традиционно атомы тяжело вынудить синхронизироваться. Проблема в температуре – когда вещество нагревается, частицы начинают колебаться, и заставить их вести себя как одно целое практически невозможно. Только при экстремально низких температурах около 273 градусов ниже нуля по Цельсию можно сформировать когерентные волны материи бозе-конденсата.

Когда четверть века тому назад в лаборатории были созданы первые бозе-конденсаты, появилась возможность создавать атомные лазеры, но они функционировали недолго: после каждого импульса приходилось создавать новый бозе-конденсат.

Проблема решена – лазер работает

Команде физиков из Университета Амстердама удалось решить эту проблему.

В предварительных экспериментах постепенное охлаждение происходило в одном месте. Мы решили распределить охлаждение не во времени, а в пространстве: заставили атомы двигаться, пока они проходят через последовательные этапы охлаждения. В конце концов, возникают сверххолодные атомы, которые можно использовать для формирования когерентных волн материи в бозе-конденсатах. Но пока используются эти атомы, новые уже на подходе, чтобы пополнить бозе-конденсат. Таким образом, процесс может продолжаться, по существу, вечно,
– рассказал Флориан Шрек, руководитель группы.

Следующая цель ученых – использовать атомный лазер для создания стабильного пучка материи. Если это получится, ничто не станет на пути практического применения этой технологии, которая станет играть такую же важную роль, как и обычные лазеры.