Zephyrnet Logosu

En Soğuk: Einstein'a bir mektup ve lazer soğutma teknolojisindeki ilerlemeler fizikçileri maddenin yeni kuantum hallerine nasıl yönlendirdi - Fizik Dünyası

Tarih:

Bose-Einstein yoğunlaşmalarına ve dejenere Fermi gazlarına giden yol, işe yaramaması gereken ama işe yarayan fikirlerle döşenmişti. Çad Orzel Üç bölümlük lazer soğutma geçmişinin son bölümünde açıklıyor. Okumak Bölüm Bir ve Bölüm iki ilk


Soğuk rubidyum atomlarından oluşan bir buluttan Bose-Einstein yoğunlaşması ortaya çıkıyor
En havalı sonuç 1995 yazında çekilen ve artık ikonik hale gelen bu görüntü dizisinde, Eric Cornell ve Carl Wieman'ın laboratuvarındaki soğuk rubidyum atomlarından oluşan bir buluttan bir Bose-Einstein yoğunlaşması ortaya çıkıyor. Bulutun merkezindeki atom yoğunluğundaki "ani artış", orada birçok atomun aynı kuantum durumunu işgal ettiğinin bir işaretidir; Bose-Einstein yoğunlaşmasının imzasıdır. (Nezaket: NIST/JILA/CU-Boulder)

20. yüzyılın son yirmi yılı boyunca atom fizikçileri defalarca evrendeki en soğuk sıcaklık rekorunu kırdılar. Bu başarılar, lazer soğutma (bkz. parçası 1 Bu tarihin bir özeti), manyeto-optik tuzak ve beklenenden daha iyi çalışan Sisifos soğutması gibi teknikler (bkz. parçası 2). 1990'a gelindiğinde fizikçiler rutin olarak on milyonlarca atomu mutlak sıfırın birkaç on mikrokelvin üzerindeki sıcaklıklara kadar soğutuyorlardı; bu, geleneksel kriyojeniklerden bin kat daha soğuk ve basit atomların lazerle soğutulması için öngörülen "Doppler soğutma sınırının" çok küçük bir kısmıydı.

Bu düşüş ne kadar dramatik olursa olsun, sıcaklıkta daha da zorlu bir düşüş meydana geldi: mikrokelvin'den nanokelvin'e 1000'lik bir faktör daha. Bu ek düşüş, kuantum yozlaşması olarak bilinen yeni bir fizik alanını ortaya çıkaracaktır. Burada düşük sıcaklıklar ve yüksek yoğunluklar atomları maddenin iki egzotik durumundan birine girmeye zorlar: Bose-Einstein yoğunlaşması (BEC)bir gazdaki tüm atomların aynı kuantum durumunda birleştiği veya mevcut tüm enerji durumlarının dolu olması nedeniyle gazın toplam enerjisinin azalmanın durduğu dejenere Fermi gazı (DFG).

BEC'ler ve DFG'ler tamamen kuantum olgularıdır ve bir atomun toplam dönüşü bunlardan hangisinin oluşacağını belirler. Eğer atom çift sayıda elektrona, protona ve nötrona sahipse, bu bir bozondur ve BEC'e maruz kalabilir. Toplam tek ise bu bir fermiyondur ve DFG oluşturabilir. Aynı elementin farklı izotopları bazen zıt şekillerde davranır - fizikçiler lityum-7'den BEC'ler ve lityum-6'dan DFG'ler yaptılar - ve düşük sıcaklık davranışlarındaki bu fark, kuantum parçacıkları arasındaki temel ayrımın en çarpıcı kanıtlarından biridir.

1 Kuantum istatistikleri iş başında

Bose-Einstein yoğunlaşmasının oluşumunu gösteren diyagram

Yüksek sıcaklıklarda, hem bozonlar (mavi noktalar) hem de fermiyonlar (yeşil noktalar), mevcut enerji durumlarının geniş bir aralığına dağılır. Tuzaktan serbest bırakıldıklarında dışarıya doğru genişleyerek sıcaklıklarını yansıtan genişliğe sahip küresel bir bulut oluştururlar. Atomlar soğudukça daha düşük enerji durumlarına geçerler ve bulutun boyutu küçülür. Ancak bozonlar aynı durumda birden fazla atoma sahip olabilirken, fermiyonlar her durumda yalnızca tek bir atoma sahip olabilir. Belirli bir kritik sıcaklığın altında bu gerçek, neredeyse tüm bozonların tek bir enerji durumunda toplanmasına ve bulutun merkezinde küçük ve çok yoğun bir yığın halinde ortaya çıkan bir Bose-Einstein yoğunlaşması oluşturmasına yol açar. Dejenere Fermi gazında ise tüm düşük enerji durumları doludur, dolayısıyla bulut daha fazla küçülemez. Bu diyagramın ortasındaki deneysel görüntüler, bozonik (solda) ve fermiyonik (sağda) lityum atomlarının soğutuldukça farklı davrandığını göstermektedir. İşte, TF fermiyonlarda kuantum dejenerasyonunun başlangıcını işaret eden Fermi sıcaklığıdır.

Bu seride açıklanan önceki buluşlarda olduğu gibi, kuantum yozlaşmasına dalış, dünyanın dört bir yanına dağılmış araştırma laboratuvarlarında tanıtılan yeni teknolojiler sayesinde gerçekleşti. Ve yine daha önceki gelişmelerde olduğu gibi bu teknolojilerden biri tamamen tesadüf eseri ortaya çıktı.

Ucuz lazer soğutma

1980'lerin ortasında, carl wieman ABD'deki Boulder'daki Colorado Üniversitesi'nde sezyum atomlarındaki parite ihlali üzerine çalışıyordu. Bu çalışmalar zaman alıcı ve titiz spektroskopi ölçümleri gerektirir ve Wieman'ın doktora öğrencisi Zengin Watt CD çalarlar için milyonların ürettiği lazerlere benzer diyot lazerleri kullanarak bunları yapmanın bir yolunu geliştirdi.

Bu ucuz, katı hal cihazlarının nasıl stabilize edileceğini ve kontrol edileceğini bulmak için yıllarını harcadıktan sonra Watts (oldukça makul bir şekilde) doktorasını bitirmek istedi, bu yüzden o ve Wieman bunları test etmek için daha kısa vadeli bir deney aradılar. Buldukları cevap lazer soğutmaydı. Wieman, "Bu öğrencinin tezini bitirmek eğlenceli küçük bir yan şeydi" diye anımsıyor, "ve ben de [lazer soğutmaya] tam olarak bu şekilde başladım."

1986 yılında Watts ve Wieman sezyum atomlarından oluşan bir ışın lazerle soğutulan ilk kişi. Watts aynı zamanda doktora sonrası araştırmacı olarak rubidyumu lazerle soğutan ilk kişiydi. Hal Metcalf, Stony Brook Üniversitesi'nde New York'ta Doppler altı soğumayı ortaya çıkaran ufuk açıcı deneylere katıldı. Bill PhillipsGaithersburg, Maryland'deki ABD Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (NIST) laboratuvar. Ancak bu tarihte tanışacağımız bir başka önemli oyuncu gibi Watts da sahneyi çok erken terk etti ve 39'da henüz 1996 yaşındayken öldü.

Bu arada Wieman'ın yalnızca soğuk atomlarla yapılabilecek yeni bir bilimsel hedefe ihtiyacı vardı. Kendisi, yeni meslektaşları ve rakipleriyle birlikte, bunu kusursuz bir bilimsel kökene sahip çok eski bir fikirde buldu: Bose-Einstein yoğunlaşması.

Aşağıya doğru bir yarış

1924 içinde Satyendra Nath Bose bir fizikçiydi Dhaka Üniversitesi şimdiki Bangladeş'te. Yeni ve hızla gelişen kuantum fiziği alanını öğretirken, Max Planck'ın sıcak bir nesneden gelen ışık spektrumu formülünün, klasik parçacıklardan çok daha muhtemel olan fotonların davranışını yöneten istatistiksel kurallardan türetilebileceğini fark etti. aynı eyaletlerde bulundu.

SN Bose Albert Einstein'ın fotoğrafına bakıyor

Bose çalışmasının yayımlanmasında sorun yaşadı, bu yüzden bir kopyasını Albert Einstein'a gönderdi; o da onu o kadar çok sevdi ki, yayınlanmasını sağladı. yayınlanan Fizik için Zeitschrift kendi kağıdının yanında. Einstein'ın katkıları arasında foton istatistiklerinin diğer parçacık türlerine (atomlar dahil) genişletilmesi ve ilginç bir sonuca işaret edilmesi de vardı: Çok düşük sıcaklıklarda, sistemin en olası durumu tüm parçacıkların aynı enerji durumunu işgal etmesidir.

Bu kolektif duruma artık BEC adı veriliyor ve mutlak sıfıra yakın sıcaklıklarda (sırasıyla) sıvılarda ve katılarda gözlemlenen süper akışkanlık ve süper iletkenlik ile yakından ilişkili. Ancak BEC geçişinin kendisi prensipte seyreltik bir atom gazında meydana gelebilir; tıpkı atom fizikçilerinin 1970'lerde yaratmaya başladıkları gibi.

Yine de birkaç engel vardı. Birincisi, BEC'nin oluştuğu kritik sıcaklığın yoğunlukla belirlenmesidir: yoğunluk ne kadar düşükse, kritik sıcaklık da o kadar düşük olur. Sisifos soğutması mikrokelvin sıcaklıklarını mümkün kılsa da, lazerle soğutulan atomik buharlar o kadar dağınıktır ki geçiş sıcaklıkları nanokelvin aralığında daha da düşüktür. Aynı zamanda tek bir fotonu soğuran veya yayan atomlarla ilişkili "geri tepme sıcaklığı"ndan da düşüktür. Bu sınırın altındaki soğutma bu nedenle lazer olmadan yapılmalıdır.

Bir seferde bir buharlaşma

Bu sorunlara genel çözüm geldi Daniel Kleppner ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) meslektaşları. Bir fincan çayı soğutan mekanizmaya benzer. Çaydaki su molekülleri farklı hızlarda hareket eder ve en hızlı olanlar, serbest kalıp su buharı olarak uçup gidecek kadar enerjiye sahiptir. Bu "kaçanlar" ortalamanın üzerinde enerji taşıdığı için geri kalan moleküller daha soğuk olur. Hareketlerindeki enerji moleküller arasındaki çarpışmalar yoluyla yeniden dağıtıldığında sistem daha düşük sıcaklıkta yeni bir dengeye ulaşır (Şekil 2).

Kleppner'ın yöntemi buharlaşmalı soğutma olarak biliniyor ve iki unsur gerektiriyor: en sıcak atomları seçici olarak tuzaktan uzaklaştıran bir araç ve atomlar arasındaki, numunenin daha sonra yeniden dengelenmesine yetecek kadar yüksek bir çarpışma hızı. İlk element, foton geri tepme sorununun çözümüyle el ele geldi: Atomlar, manyeto-optik bir tuzaktan (MOT) Phillips'in ilk kez yaptığına benzer tamamen manyetik bir tuzağa aktarılarak "karanlıkta" tutulabilir. "Sıcak" atomların yüksek enerjisi, onları sınırlamak için daha büyük bir manyetik alan gerektirir ve bu büyük manyetik alan, atomların enerji seviyelerinde bir Zeeman kaymasına neden olur. Düzgün ayarlanmış bir radyo frekansı sinyali, bu yüksek alandaki "sıcak" atomları, daha soğuk olanları rahatsız etmeden, yakalanmamış bir duruma çevirebilir. Geride kalan daha soğuk atomlar da daha küçük bir hacimle sınırlandırılmıştır, böylece sıcaklık azaldıkça yoğunluk artar ve sistem iki şekilde BEC'ye yaklaşır.

2 Ne kadar aşağıya inebilirsin

Evaporatif soğutmayı gösteren diyagram

Buharlaşmalı soğutma, tuzaktaki mevcut enerji durumlarına dağılmış çok sayıda atom içeren hapsedilmiş bir buhardan en yüksek enerjili atomları (kırmızı) uzaklaştırarak çalışır. Geride kalan atomlar, toplam enerjiyi atomlar arasında yeniden dağıtan çarpışmalara maruz kalacak. Bazıları enerji kazanacak olsa da (turuncu), kesikli çizgilerle gösterildiği gibi ortalama enerji (ve dolayısıyla sıcaklık) daha düşük olacaktır. Sıcak atomların uzaklaştırılması ve enerjinin yeniden dağıtılması işlemi daha sonra tekrarlanarak sıcaklığın daha da düşürülmesi sağlanır.

Ancak çarpışma konusu deneycilerin elinde değil. İlgili hız tek bir parametreyle tanımlanır: belirli durumlarda çarpışan bir atom çifti için saçılma uzunluğu adı verilen uzunluk. Bu saçılma uzunluğu orta derecede büyük ve pozitif ise buharlaşma hızla ilerleyecek ve ortaya çıkan yoğuşma stabil olacaktır. Saçılma uzunluğu çok küçükse buharlaşma çok yavaş olacaktır. Negatifse, yoğuşma kararsız olacaktır.

Açık çözüm, doğru saçılma uzunluğuna sahip bir atom seçmektir, ancak bu parametrenin ilk prensiplerden hesaplanmasının son derece zor olduğu ortaya çıkar. Deneysel olarak belirlenmesi gerekiyor ve 1990'ların başında hiç kimse gerekli deneyleri yapmamıştı. Sonuç olarak, BEC'i takip etmeye başlayan gruplar periyodik tablodan farklı elementler seçtiler ve her biri "kendilerininkinin" "doğru" olabileceğini umuyordu. Wieman ve yeni meslektaşı Eric Cornell hatta rubidyumun iki kararlı izotopu şanslarını ikiye katladığı için sezyumdan rubidyuma geçtiler.

“Bu asla işe yaramayacak”

Bir MOT, yalnızca lazerleri kapatarak ve mıknatıs bobinlerinden daha fazla akım geçirerek tamamen manyetik bir tuzağa dönüştürülebildiğinden, BEC'ye yönelik ilk adımlar, lazer soğutma deneylerinin basit bir uzantısıydı. Ortaya çıkan "dört kutuplu tuzak" konfigürasyonunun tek bir büyük sorunu var: tuzağın merkezindeki alan sıfırdır ve sıfır alanda atomlar iç durumlarını artık tuzağa düşmeyecek şekilde değiştirebilirler. Tuzak merkezinden bu atom "sızıntısını" tıkamak, hapsolmuş atomların durum değiştirmesini engellemenin bir yolunu bulmayı gerektirir.

Birkaç yıl boyunca bu, lazer soğutma araştırmalarının önemli bir alanıydı. Cornell ve Wieman'a ek olarak, yoğunlaşan BEC yarışının ana yarışmacılarından biri de MIT'den Wolfgang Ketterle. Grubu, tuzağın merkezine bir "tıkaç" olarak odaklanan mavi ayarlı bir lazer kullanarak atomları sıfır alan bölgesinden uzağa itmenin bir yolunu geliştirdi. Cornell ve Wieman ise zaman yörüngesinde dönme potansiyeli (TOP) tuzağı adını verdikleri tamamen manyetik bir teknik kullandılar.

Eric Cornell, Carl Wieman ve Wolfgang Ketterle

Cornell, TOP'u 1994'ün başlarında bir konferanstan dönerken geliştirdi; kısmen cihazlarındaki kesintiyi sınırlama ihtiyacından dolayı motive oldu. O ve Wieman'ın başka bir lazer ışınına yer olmamasına rağmen, dört kutuplu bobinlere dik bir eksen etrafına küçük bir ekstra bobin ekleyebilirler ve bu da sıfır alan konumunu değiştirebilir. Tuzaktaki atomlar elbette yeni sıfıra doğru hareket edecek, ancak bu hızlı olmayacak. Sıfırı bir daire içinde saniyede birkaç yüz kez hareket ettirmek için salınımlı akımlarla tahrik edilen farklı eksenlerde iki küçük bobin kullansalardı, bu onu Cornell'in deyimiyle "atomların olmadığı her yerde" tutmak için yeterli olabilirdi.

Bu fikri o yaz ucuz bir ses amplifikatörü tarafından çalıştırılan küçük bir bobin kullanarak test ettiler. İlk başta, eklenen alan, cam buhar hücrelerinin etrafına sarılan bobinlerin endişe verici bir şekilde çınlamasına neden oldu ve tahrik edilen bobinler delici, tiz bir vınlama çıkardı, ancak prensip sağlamdı, bu yüzden daha sağlam bir versiyon yaptılar. Birkaç ay sonra, 1995'in başlarında Cornell, Ketterle ile tuzak planlarını tartıştı ve MIT ekibinin optik fişinin "asla çalışmayacağını" düşünerek oradan ayrıldı. Temelde oraya işaret eden büyük, eski bir karıştırma çubuğu olacak. Ancak Ketterle'nin de TOP hakkında aynı şeyleri hissetmiş olabileceğini kabul ediyor: "Muhtemelen 'Bu hayatım boyunca duyduğum en aptalca fikir' diye düşünüyordur. Böylece ikimiz de bu konuşmadan çok memnun ayrıldık."

Aslında her iki teknik de işe yaradı. Cornell ve Wieman, soğuk atom bulutlarına bir lazer ışınını gönderdikleri bir dizi deney gerçekleştirerek bunu ilk gösterenlerdi. Bu "anlık görüntüler" sırasında, buluttaki atomlar lazerden gelen fotonları emerek ışında bir gölge bırakıyordu. Bu gölgenin derinliği bulutun yoğunluğunun bir ölçüsüydü; bulutun boyutu ise atomların sıcaklığını gösteriyordu. Buharlaşma ilerledikçe anlık görüntüler, sıcak atomlar giderek uzaklaştırılırken yavaş yavaş küçülen ve soğuyan küresel simetrik bir atom bulutunu gösterdi.

Daha sonra, Haziran 1995'te, yaklaşık 170 nanokelvin sıcaklıkta dramatik bir şey oldu: Görüntülerin merkezinde, çok daha düşük sıcaklıkta ve daha yüksek yoğunluktaki atomları temsil eden küçük, karanlık bir nokta belirdi. Cornell, neler olup bittiğini anlamanın uzun sürmediğini söylüyor: "Merkezi yoğunluk hızla artıyor. Bose-Einstein yoğunlaşması değilse orada ne oluyor?”

Şüphelerini doğrulamak için o ve Wieman, bazı gölge görüntülerini, termal atomları geniş bir kaide olarak ve BEC'yi de ortaya çıkan bir "sivri uç" olarak gösteren, artık ikonik olan üç boyutlu grafiklere dönüştürdüler (bkz. "En havalı sonuç" görüntüsü). Merkez. Bir yönde diğerine göre daha geniş olan sivri ucun şekli bir ipucunu şifreliyordu. TOP tuzakları dikey yönde yataydan daha güçlü olduğundan, yoğuşma o yönde daha sıkı sıkıştırıldı, bu da serbest bırakıldıktan sonra o yönde daha hızlı genişlediği anlamına geliyor. Bu şekil değişikliğini tahmin etmemiş olsalar da, bunu hızlı bir şekilde açıklayabildiler ve bu da BEC'in "kutsal kasesine" ulaştıklarına olan güvenlerini artırdı.

Cornell ve Wieman, sonuçlarını (o günler için alışılmadık bir şekilde) Haziran 1995'in başlarında bir basın toplantısında açıkladılar. Bilim önümüzdeki ay. Eylül ayında Ketterle ve meslektaşları, sodyum atomu bulutları geçiş sıcaklığına ulaştığında ortaya çıkan benzer bir "sivri uç"u gösteren kendi 3 boyutlu grafiklerini oluşturdular. Cornell, Wieman ve Ketterle konuyu paylaşmaya devam ettiler. 2001 Nobel Fizik Ödülü Seyreltik atomik buharlarda BEC'in elde edilmesi için.

Fermiyonlar şampiyonlarına kavuştu

1995'in ilk aylarında Cornell yeni bir doktora sonrası araştırmacıyı işe aldı. Deborah "Debbie" Jin. Boulder'daki NIST'te fizikçi olan kocası John Bohn, Cornell'in şöyle dediğini hatırlıyor: "Birçok insan size BEC'in hâlâ yıllar uzakta olduğunu söyleyecek, ama gerçekten bunu yapacağımızı düşünüyorum." Haklıydı: İlk BEC, Jin'in işi kabul etmesiyle işe başlaması arasında gerçekleşti.

Jin farklı bir araştırma topluluğundan geliyordu - tezi egzotik süper iletkenler üzerineydi - ancak lazerleri ve optiği hızla öğrendi ve BEC'in özelliklerini araştıran ilk deneylerde önemli bir rol oynadı. Yükselen bir yıldız olarak kendisine çok sayıda kalıcı pozisyon teklifi geldi, ancak Colorado Üniversitesi ve NIST'in uzmanlığını birleştiren hibrit bir kurum olan JILA'da kalmayı seçti. Orada, işini Cornell ve Wieman'ın çalışmalarından ayırmak için, ultra düşük sıcaklık davranışının diğer sınıfını, yani dejenere Fermi gazlarını takip etmeye karar verdi.

Bozonların, ikisinin aynı enerji durumunda bulunmasını daha olası hale getiren istatistiksel kurallarla yönetildiği durumlarda, fermiyonların durumları paylaşması kesinlikle yasaktır. Elektronlara uygulandığında bu, kimyanın çoğunu açıklayan Pauli dışlama ilkesidir: bir atomdaki elektronlar mevcut enerji durumlarını “doldurur” ve son elektronların tam durumu, belirli bir elementin kimyasal özelliklerini belirler. Manyetik tuzaktaki fermiyonik atomlar da benzer bir kurala uyar: Gaz soğudukça en düşük durumlar dolar. Ancak bir noktada tüm düşük enerji durumları doluyor ve bulut daha fazla küçülemiyor. BEC'de olduğu gibi, bu tamamen kuantum bir olgudur ve parçacıklar arasındaki etkileşimlerle hiçbir ilgisi yoktur, dolayısıyla aşırı soğuk atomlardan oluşan bir gazda gözlemlenebilir olması gerekir.

Debbie Jin

Jin, JILA'ya 1997 yılında tek bir yüksek lisans öğrencisiyle başladı. Brian De MarcoCornell tarafından işe alınan ancak Cornell'in tavsiyesi üzerine Jin ile çalışmaya geçen kişi. DeMarco'nun hatırladığı gibi Cornell ona şöyle demişti: "Eğer sen ve Debbie bir DFG yapan ilk kişiler olursanız bu büyük bir olay olur ve bunu yapmak için iyi bir şans var."

İkili işe mobilyasız, boş bir laboratuvarla başladı. Bohn onların Jin'le paylaştığı ofiste yerde oturup gelecekteki lazerleri için elektronik parçaları birleştirdiklerini hatırlıyor. Ancak bir yıl içinde fermiyonik potasyum atomlarını manyetik olarak yakalamak ve buharlaşarak soğutmak için çalışan bir aparata sahip oldular.

Bir DFG arayışı, BEC yarışında karşılaşılanların ötesinde iki zorluğu beraberinde getiriyor. Bunlardan ilki, aşırı düşük sıcaklıklarda, buharlaşmalı soğutmanın yeniden dengelenme adımı için gereken çarpışmaların durmasıdır çünkü iki fermiyonun aynı durumda olmasının yasaklanması onların çarpışmasını engeller. Bunu çözmek için Jin ve DeMarco, atomlarının yarısını farklı bir iç duruma yerleştirdiler ve buharlaşmayı mümkün kılmak için yeterli sayıda durum arası çarpışma sağladılar. Sürecin sonunda iki durumdan birini çıkarıp geri kalanını görüntüleyebildiler.

İkinci sorun ise BEC'in deneysel imzası atom bulutunun ortasında devasa bir yoğunluk artışı iken, Fermi dejenerasyonunun daha hafif olmasıdır. Atomların bir araya toplanmayı reddetmesi şeklindeki temel olgu, geçiş sıcaklığına ulaşıldığında bulutun daha da büzülmeyi bırakması şeklinde dramatik olmayan bir şekilde kendini gösterir. Dejenere gazın termal buluttan nasıl ayırt edileceğini bulmak için dikkatli bir modelleme ve dağılımın şeklindeki küçük değişiklikleri güvenilir bir şekilde ölçebilecek bir görüntüleme sistemi gerekiyordu.

Bu zorluklara rağmen, boş bir odayla işe başladıktan yalnızca 18 ay sonra Jin ve DeMarco, dejenere Fermi gazına ilişkin ilk gözlemi yayınladı. Birkaç yıl sonra Ketterle liderliğindeki ekipler, Randy Hulet Rice Üniversitesi'nde, Christophe Salomon Paris'teki ENS'de ve John Thomas Duke Üniversitesi'nde onu takip etti.

Bu arada Jin, dejenere atomları moleküllere dönüştürmek için lazerleri ve manyetik alanları kullanmaya devam ederek ultra soğuk kimyada yeni sınırlar açtı. Bu çalışma pek çok ödüle layık görüldü; MacArthur Vakfı “dahi bağışı”, Amerikan Fizik Derneği'nden I I Rabi Ödülü (APS) ve Fizik Enstitüsü Isaac Newton Madalyası. Jin de ultra soğuk atom fiziğinde başka bir Nobel ödülüne aday olabilirdi ama ne yazık ki o 2016 yılında kanserden öldüve ödül ölümünden sonra verilmemektedir.

Ancak ödüllerin ötesinde Jin'in mirası çok önemli. Başlattığı alt alan, atom fiziğinin en önemli alanlarından biri haline geldi ve eski öğrencileri ve meslektaşları, ultra soğuk fermiyonların çalışmalarına öncülük etmeye devam ediyor. Mentorluk konusundaki kararlılığının takdiri olarak APS, Atomik, Moleküler veya Optik Fizik alanında Üstün Doktora Tezi Araştırması için yıllık Deborah Jin Ödülü'nü oluşturdu.

Devam eden bir keşif geçmişi

Bu seri yarım yüzyıldan biraz fazla bir süreyi kapsıyor. Bu süre zarfında, atomları manipüle etmek için lazer kullanma fikri, Bell Laboratuvarları'ndaki tek bir fizikçinin zihnindeki boş bir meraktan, ileri teknoloji fiziğin geniş bir alanı için temel bir tekniğe dönüştü. Lazerle soğutulan iyonlar artık kuantum bilgi biliminin gelişmesi için en önemli platformlardan biri. Lazerle soğutulan nötr atomlar dünyanın en iyi atom saatlerinin temelini oluşturur. Ve ilk kez Cornell, Wieman, Ketterle ve Jin tarafından gözlemlenen kuantum dejenere sistemler, atom fiziğini yoğun madde fiziği ve kimyasına bağlayan devasa bir alt alan ortaya çıkardı. Lazerle soğutulan atomlar fizik araştırmaları için hayati öneme sahip olmaya devam ediyor ve dünya çapındaki laboratuvarlarda her gün yeni bir tarih yazılıyor.

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img