原子激光器产生类似于光的反射物质波动模式

　　冷却到几乎绝对为零，原子不仅像光一样在波中移动，而且可以聚焦成称为焦散的形状，类似于光在游泳池底部或通过弯曲的酒杯产生的反射或折射图案。
　　在华盛顿州立大学的实验室中，科学家们开发了一种技术，通过在冷原子激光的路径上放置有吸引力或排斥性的障碍物来观察这些物质波焦散。结果是弯曲的尖端或褶皱，向上或向下的＂V＂形，研究人员在《 自然通讯》 的一篇论文中对此进行了描述。
　　虽然是基础研究，但这些焦散具有用于高精度测量或计时设备（如干涉仪和原子钟）的潜在应用。
　　＂这是一个美丽的示范，展示了我们如何以与操纵光的方式非常相似的方式操纵物质波，＂WSU Yount 杰出教授、该论文的资深作者 Peter Engels 说。＂原子被重力加速，因此，我们可以模拟用光很难看到的效果。此外，由于原子对许多不同的事物有反应，我们可以将其用于新型传感器，这些传感器特别擅长检测磁场、电场或重力梯度。＂
　　为了实现这些效果，科学家们首先必须创造地球上最冷的地方之一，他们能够在 WSU 的基础量子物理实验室中完成。恩格斯和他的同事使用光学激光器从真空室中的原子云中取出能量，将其冷却到非常接近绝对零（-273.15摄氏度或 -459.67华氏度）。
　　这种极端寒冷使原子以与熟悉的自然法则非常不同的方式进行量子力学行为。在这些条件下，  我 nstead表现得像物质的粒子组成，其原子移动像波浪。由这种原子形成的云被称为玻色-爱因斯坦凝聚体，以最早预测这种物质状态的理论家阿尔伯特·爱因斯坦和萨蒂安德拉·纳斯·玻色的名字命名。
　　在探索这些凝聚体的过程中，WSU 研究人员创造了一种冷原子激光器，这意味着波状原子开始排成一列并一起移动。
　　＂光激光是准直的、相干的光子流，我们基本上是用原子来做这件事，＂该论文的第一作者 Maren Mossman 说，他是该项目的 WSU 博士后研究员，现在是 Clare Boothe Luce 圣地亚哥大学物理学助理教授。＂原子有点走在一起，表现得像一个物体。所以，我们决定看看如果我们戳这个会发生什么。＂
　　在这项研究中，研究人员通过在其路径上放置光学障碍物来＂戳＂原子激光器，基本上是将特定波长的激光照射到加速的原子流上。一种障碍物类型排斥原子并使焦散呈向下折叠形状；另一个吸引他们制作向上尖角形状的焦散。
　　研究人员说，该系统也非常可调，这意味着它们可以改变原子加速的速度。
　　＂原子激光器中的焦散从未真正以这种灵活性进行过研究，＂恩格斯说。