Een atoomstraal van titanium geproduceerd uit commercieel verkrijgbare onderdelen

De balk, gemaakt uit een sublimatiepomp, opent deuren voor experimenten met kwantumfysica.

Een atoomstraal van titanium geproduceerd uit commercieel verkrijgbare onderdelen leidt afbeelding

Atoomstralen staan ​​centraal in de studie van atomaire eigenschappen. Terwijl sommige elementen, zoals alkalis, gemakkelijk in een balk worden geproduceerd door sublimatie in een vacuüm, zijn anderen dat niet. Vooral het creëren van een atoomstraal van titanium is een uitdaging, ondanks interesse in dit element voor precisiespectroscopie en kwantumfysica.

Titanium is een zeer refractair element dat weinig metastabiele coolbare atomen creëert tijdens sublimatie. Schrott et al. Een systeem ontworpen om deze uitdagingen te overwinnen en een werkmodel te bereiken met behulp van commercieel beschikbare technologie.

De bron van het team maakt gebruik van een gemeenschappelijke getterpomp genaamd een titanium sublimatiepomp. In een opstelling die lijkt op een gloeilamp, wordt een titanium-halfrond stralend verwarmd door een wolfraamspoel en straalt een straal van gemalen gesublimeerde titaniumatomen uit. Deze gesublimeerde atomen worden optisch gepompt in een hoger energieniveau voor laserkoeling.

"Ons resultaat biedt een duidelijk pad naar het realiseren van laserkoeling en het vangen van titaniumatomen," zei auteur Jackson Schrott. "De hoop is dat deze stijl van bundelbron zal worden geïmplementeerd in nieuwe laserkoel- en vangdexperimenten voor titanium en mogelijk ook andere overgangsmetalen."

Het werk zal toekomstige ultracold titanium -experimenten mogelijk maken. De onderzoekers hebben de balk al in twee nieuwe experimenten in hun laboratorium gebruikt.

"Naarmate we ervaring opdoen bij het bedienen van deze bronnen, kunnen we leren hoe het ontwerp verder kan worden verfijnd," zei Schrott. "Uiteindelijk kunnen we terugkeren naar het werk van de productie van vergelijkbare bundelbronnen voor andere overgangsmetaalelementen."

Bron: "Een atoomstraal van titanium voor UltraCold Atom Experimenten", door Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice en Dan M. Stamper-Kurn, Review of Scientific Instruments (2024). Het artikel is toegankelijk op https://doi.org/10.1063/5.0223352.