A lézerek hasznosak a kvantumfizikában, mivel számos módon alkalmazhatók, a részecskék stimulálásától kezdve a jobb szabályozási környezet fenntartásában való felhasználásig. Bár a lézereket már évtizedek óta használják a fizikai kísérletekben, a speciális atomlézer folyamatos üzemű változata - vagyis egy olyan lézer, amely mindig aktív működésben van - mindeddig elérhetetlen maradt. Egészen a közelmúltig, amikor az Amszterdami Egyetem tudósai talán megtalálták a módját, hogy végre valós alkalmazásokat hozzanak létre ennek a technológia számára - számolt be a The Debrief.
Az atomlézer a részecskehullámokat, vagyis az atomok hullámait használja fel szinkronban egy fénysugár létrehozására. Ahhoz, hogy ez a lézer működjön, a részecskéknek a Bose- Einstein-kondenzátumnak (BEC) nevezett anyagállapotban kell lenniük. A BEC akkor jön létre, amikor az egyes atomokat majdnem nulla Kelvinre, azaz abszolút nullára hűtik, és egyetlen kvantumanyagot hoznak létre. Ennek az anyagnak általában egyetlen hullámmintája van, ami lehetővé teszi, hogy minden részecske szinkronban mozogjon, és egy atomlézert tápláljon.
Sajnos a BEC-ek rendkívül törékenyek, különösen, ha a hőmérsékletről van szó. Már egy fokos eltérés is okozhatja, hogy a részecskék egymásnak ütköznek, és már nem mozognak egy egységként. A fény is beindíthatja ezt a folyamatot, amire paradox módon a BEC hűtéséhez is szükség van. Ehhez a fizikusok fénysugarakkal próbálják jobban karbantartani a BEC-et és környezetét. Ez ugyan hatékony, de akadályozza egy állandóan bekapcsolt atomlézer létrehozását.
Ennek a problémának a kiküszöbölésére az Amszterdami Egyetem kutatói úgy döntöttek, hogy egy folyamatos BEC-et hoznak létre, amely a folyamatos atomlézert táplálja, ami egyben egy stabilabb rendszer is.
Ennek a BEC-nek a létrehozásához a kutatók megváltoztatták az atomok hűtésének módját. A csoport vezetője, Florian Schreck kifejtette, hogy az elrendezésükben a hűtési lépéseket nem időben, hanem térben osztják el. Mire az ultrahideg atomok megérkeznek a kísérlet középpontjába, ahol koherens anyaghullámok kialakítására használhatók egy BEC-ben, már úton vannak az új atomok, hogy feltöltsék a BEC-et.
Míg a BEC létrehozásának koncepciója egyszerűnek tűnt, a tényleges megvalósítása trükkös volt. A kutatók hat éven át folytatták a kísérletük finomítását, mire az végre működni kezdett. "A kísérlet 2019 karácsonyának kora reggelén végre a működés határán volt. Az volt az ötletünk, hogy egy utolsó technikai nehézség megoldása érdekében hozzáadtunk egy plusz lézersugarat, és azonnal minden képen egy BEC-et mutattunk ki, az első folytonos hullámú BEC-et." Bár a kutatók még nem használták folyamatos BEC-jüket folyamatos atomlézer előállítására, bíznak abban, hogy hamarosan eljutnak odáig.
