Atomová fontána - Atomic fountain

Atomová fontána Rubidium.

An atomová fontána je mrak atomů, který je vrhán vzhůru v gravitačním poli Země lasery. Pokud by to bylo vidět, připomínalo by to vodu ve fontáně. Zatímco bez váhy v losování, atomy jsou měřeny pro nastavení frekvence atomové hodiny.[1]

Primární motivace pro vývoj atomové fontány pochází z Ramseyova metoda měření frekvence atomových přechodů.[2] Širokými tahy Ramseyova metoda zahrnuje vystavení oblaku atomů krátkému rádiová frekvence rf) elektromagnetické pole; čekání na čas T; znovu krátce vystavit mrak poli rf; a poté změřit, jaký zlomek atomů v oblaku přešel.[2] Pokud je frekvence rf pole stejná s frekvencí atomového přechodu, bude mít přechod 100% atomů; pokud se frekvence pole mírně liší od frekvence přechodu, některé atomy nebudou přecházet.[2] Opakovaným vysíláním oblaků atomů přes takové zařízení lze frekvenci pole upravit tak, aby odpovídala frekvenci atomového přechodu.[3]

Přesnost Ramseyovy metody lze zvýšit prodloužením čekací doby T mraku.[2] Použití atomové fontány s a chlazený atomový mrak umožňuje čekací doby v řádu jedné sekundy, což je mnohem více, než čeho lze dosáhnout provedením Ramseyovy metody na horké atomový paprsek.[2] To je jeden z důvodů NIST-F1, hodiny s cesiovou fontánou, dokážou udržet čas přesněji než NIST-7, hodiny s cesiovým paprskem.[1]

Dějiny

Myšlenka atomové fontány byla poprvé navržena v 50. letech 20. století Jerrold Zachariáš.[4] Zacharias se pokusil implementovat atomovou fontánu pomocí tepelného paprsku atomů, za předpokladu, že atomy na konci s nízkou rychlostí Distribuce Maxwell – Boltzmann by mělo dostatečně nízkou energii k provedení přiměřeně velké parabolické dráhy.[5] Pokus však nebyl úspěšný, protože rychlé atomy v tepelném paprsku zasáhly atomy s nízkou rychlostí a rozptýlily je.[5]

Reference

  1. ^ A b https://www.nist.gov/public_affairs/releases/n99-22.cfm Jak fungují hodinové fontány NIST-F1 Cesium
  2. ^ A b C d E C. J. Foot (2005). Atomová fyzika. p. 212.
  3. ^ „NIST uvádí nový americký časový standard: atomové hodiny NIST-F2“ na Youtube
  4. ^ M. A. Kasevich; et al. (1989). "Atomové fontány a hodiny". Novinky v optice. 15 (12): 31–32.
  5. ^ A b S. Chu (1998). „Manipulace s neutrálními částicemi“ (PDF). Rev. Mod. Phys. 70: 685–706. Bibcode:1998RvMP ... 70..685C. doi:10.1103 / RevModPhys.70.685. Citovat má prázdný neznámý parametr: |1= (Pomoc)

Další čtení

externí odkazy