Amsterdamse natuurkundigen bouwen atomenlaser die altijd aan kan blijven

De nieuwe atomenlaser draait als eerste ter wereld op een continu geproduceerd Bose-Einsteincondensaat, waarbij de volgende stap het produceren van een stabiele straal van materie is.

Trefwoorden: #Amsterdam, #atomen, #laser, #universiteit

Lees verder

research

( Foto: Universiteit van Amsterdam )

ENGINEERINGNET.BE - De eerste Bose-Einsteincondensaten (BEC) werden 25 jaar geleden in natuurkundelaboratoria gemaakt. Daarmee was de weg vrij voor het maken van atomenlasers.

Zulke lasers konden pulsen van materiegolven produceren, maar zodra een dergelijke puls was uitgezonden moest eerst een nieuw BEC gemaakt worden voordat de volgende puls kon worden uitgezonden.

BECs zijn erg kwetsbaar, en worden al snel vernietigd als er licht op valt. De aanwezigheid van licht is echter cruciaal bij het vormen van het condensaat: om een substantie af te koelen tot een miljoenste van een graad moet je de atomen afkoelen met behulp van laserlicht.

Het gevolg was dat BECs alleen gemaakt konden worden in vluchtige uitbarstingen, zonder mogelijkheid om ze coherent te behouden.

Natuurkundigen van de Universiteit van Amsterdam zijn er nu in geslaagd om het ingewikkelde probleem van het maken van een continu BEC op te lossen.

Teamleider Florian Schreck: “In eerdere experimenten werd het geleidelijk afkoelen van de atomen allemaal op één plek gedaan. In onze opstelling besloten we om de afkoelstappen niet in de tijd maar in de ruimte te verspreiden: we zorgen ervoor dat de atomen bewegen, terwijl ze stap voor stap de afkoelstadia doorlopen."

"Uiteindelijk arriveren ultrakoude atomen zo in het hart van het experiment, waar ze gebruikt kunnen worden om coherente materiegolven te vormen in een BEC. Maar terwijl deze atomen gebruikt worden, zijn er alweer nieuwe atomen op weg om het BEC aan te vullen. Zo kunnen we het proces gaande houden, in principe voor eeuwig.”

Nu ze het langlopende open vraagstuk van het continue BEC hebben opgelost, hebben de onderzoekers al een volgend doel in het vizier: de laser gebruiken om een stabiele straal van materie te produceren.

Dan kunnen materie-lasers een even belangrijke rol in de techniek gaan spelen als gewone lasers op dit moment al doen.