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Sandbox Physics
稀薄气体凝聚的证据

材料 · 测量 · 解释

稀薄气体 BEC:膨胀云团带来了什么证据

制备过程与飞行时间图,怎样共同建立 Bose—Einstein 凝聚的证据?

  1. 激光冷却并俘获原子

  2. 移走高能原子

  3. 释放云团并拍吸收像

  4. 比较热组分与凝聚组分

飞行时间密度只有在明确膨胀条件下才对应动量;相互作用也会改写云团形状。

冷却需要几种方法接力

1995 年,Cornell—Wieman 团队与 Ketterle 团队在稀薄碱金属气体中制得 BEC。激光冷却和俘获先准备样品,蒸发冷却再移去高能原子,提高剩余气体相空间密度。

原子数、束缚和损耗必须同时控制;仅报温度低,还不能说明是否越过凝聚门槛。

来源:[1][2]

释放图像分开了两种组分

释放后,吸收成像测膨胀密度。越过转变时,宽热分布中出现较窄组分;形状及其随条件的变化,比单个亮斑提供更多信息。

来源:[1][2]

膨胀本身也需要物理模型

无相互作用、长时间弹道膨胀时,位置可对应初始动量。有相互作用时,平均场能可转成运动并改变长宽比。相机还沿视线积分,二维像并不自动等于完整三维动量分布。

来源:[1][2]

相干检验增加另一类证据

凝聚体之间的干涉,在窄密度组分之外检验相干。2001 年授奖表彰稀薄气体凝聚及其早期性质研究。本专题复用已有占据与集体气体路线,不另建重复 BEC 仪器。

来源:[1][2][3]

来源与阅读说明

  1. Ketterle: When atoms behave as waves (2001)

    制备、飞行时间图与干涉分别提供不同证据。

  2. 2001 Nobel scientific background: Bose–Einstein condensation

    稀薄碱金属凝聚体的制备与观测性质;相互作用使它们不同于理想气体。

  3. Nobel Prize in Physics 2001: official award

    核对获奖归属与年份。原始观测或理论论文往往早得多。

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