Вообразите силу столь слабой, что это достаточно едва сильно для подталкивания единственного атома. Теперь предположите пытаться обнаружить его. Исследователи сделали просто что с помощью глыбы ультрахолодных атомов, названных Конденсатом Боз-Эйнштейна (BEC). Измерение является первым для использования BEC для обнаружения чего-либо вообще, и оно намекает, что BECs может скоро найти разнообразное использование с датчиков силы тяжести на в высшей степени точные часы.
Когда группа идентичных атомов охлаждена всего к нескольким миллиардным частям градуса выше абсолютного нуля, они все глыба в то же квантовое состояние, формируя BEC. Сжатые атомы неразличимы и ведут себя вид подобных единственная гигантская частица – хотя один с решительно странными квантовыми характеристиками. «BEC для атомов, что лазер для света», объясняет Вольфганг Кеттерле, физик в Массачусетском технологическом институте в Кембридже. Лазер является источником света, в котором все фотоны имеют точно ту же энергию; BEC является источником вопроса, в котором все атомы имеют точно ту же энергию.
В выпуске 15 сентября Physical Review A Эрик Корнелл и коллеги в университете Колорадо, Валуна, сообщают, как они использовали BEC для обнаружения силы Casimir-польдера. Сила вызывается крошечными электрическими полями, заходящими без предупреждения и из существования в вакууме. Эти области слабеют около поверхности – говорят, пластина кремнезема. Более сильное электрическое поле в вакууме толкнет атом к кремнезему, подобному проветривать выдувание листа в порывистый день – но очень, намного более слабое.
Движение единственного атома очень трудно измерить, таким образом, бригада заменила суператомом BEC. Ученые приостановили BEC, сформированный как сигара несколько микрометров толщиной в магнитном поле, на расстоянии в несколько микрометров от пластины кремнезема. Как сигара BEC колебался в магнитном поле, сила Casimir-польдера, потянувшая очень немного на атомы, самые близкие пластина, заставляя их тянуться и отбрасывая частоту квантовой покачивающейся сигары. Путем сравнения его с частотой сигары BEC, когда это было далеко от пластины, исследователи выяснили, насколько сила Casimir-польдера тормозила BEC.
«Бумага очень хороша; это – очень интересное применение BECs», говорит Кеттерл, не вовлеченный в исследование. Он предсказывает, что BECs мог бы развить целый репертуар использования: например, интерферометры атома, которые могли измерить волны вопроса так же к пути интерферометры лазера, измеряют световые волны. Поскольку волны вопроса могли быть обнаружены необычно точно, это могло привести к чрезвычайно точным часам и устройствам точного измерения.