美国麻省理工学院(MIT)的物理学家最近宣称他们已制造了世上首台原子激光器。这台激光器类似光学激光器,但发射的纳原子却比光波发射的纳原子更多。通过原子激光器发射的原子束能聚焦至针尖那般细,或者经过长距离发射后仍保持良好的聚焦性。MIT的科研人员沃尔夫冈 · 凯特尔教授(Wolfgang Ketterle)称,这种原子激光器具有极其灵巧的结构,可以直接贮存在计算机集成电路块中。由于这种原子激光器只适宜真空环境,因而没有如光学激光器那么广泛的应用价值。
这种原子激光器最重要的一个环节是能产生一种新型的物质波:玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)—它大约在百分之一度的绝对温度处形成。当原子气体冷却到如此低温状态时,物质波便产生重迭现象,这时,原子失去它那固有的待性。它们实际上已变成 · -实体,并显示出同样的特性,这与一般气体中的原子不同,它们往往独立地迅速飘逸。
MIT的科研人员通过激光和蒸发冷凝技术提取BEC,并通过超真空磁场进行离析。人们还利用摆动磁场来制取BEC脉冲微滴,在每滴脉冲微滴中将含有10万至几百万个相干原子。
该研究小组采用一标准技术来提供相干原子。对二个互相重迭的BEC微滴样品的研究,他们可以检测到干扰周期的型式或标准波的型式——原子相干的证据。在实验室中样品波的波长为15 nm,这对原子物质波来说简直是天文数字。在室温下,原子物质波的波长为0.04 nm。凯特尔声称“这一消息是千真万确的,我们希望有一些相干性,但是,我们见到的是像教科本中的、具有很大差别的相干样品,我们坚信已获得了原子激光器。
[杜宗瀠译自Machine Design,1997年3月20日]