Атомный луч титана, полученного из коммерчески доступных деталей

Луч, созданный из сублимационного насоса, открывает двери для экспериментов по квантовой физике.

Атомный луч титана, полученного из коммерчески доступных деталей, лидирует изображение

Атомные лучи являются центральными для изучения атомных свойств. В то время как некоторые элементы, такие как щелочи, легко производятся в луче путем сублимации в вакууме, другие нет. В частности, создание атомного луча титана является проблемой, несмотря на интерес к этому элементу для точной спектроскопии и квантовой физики.

Титан является очень рефрактерным элементом, который создает мало метастабильных охлаждающих атомов во время сублимации. Schrott et al. Разработал систему для преодоления этих проблем и достигла рабочей модели с использованием коммерчески доступной технологии.

Источник команды использует общий насос Getter, называемый подсолиматическим насосом титана. В обстановке, напоминающей лампочку накаливания, титановое полушарие радиативно нагревается внутренней вольфрамовой катушкой и излучает луч сублимированных атомов титана. Эти сублимированные атомы оптически перекачиваются в более высокий уровень энергии для лазерного охлаждения.

«Наш результат обеспечивает четкий путь к реализации лазерного охлаждения и отлова атомов титана», - сказал автор Джексон Шроттт. «Надежда состоит в том, что этот стиль источника луча будет реализован в новом лазерном охлаждении и экспериментах по уловке для титана и, возможно, других переходных металлов».

Работа позволит будущим ультраколдским титановым экспериментам. Исследователи уже использовали луч в двух новых экспериментах в своей лаборатории.

«По мере того, как мы получаем опыт работы с этими источниками, мы можем узнать, как дизайн может быть дополнительно усовершенствован», - сказал Шроттт. «В конце концов, мы можем вернуться к работе по производству аналогичных источников луча для других элементов переходного металла».

Источник: «Атомный луч титана для экспериментов с ультраколдом атома», Джексон Шроттт, Диего Новоа, Скотт Юстис и Дэн М. Стэмпер-Курн, Обзор научных инструментов (2024). Статью можно получить по адресу https://doi.org/10.1063/5.0223352.