Eine einfache Möglichkeit, Materie in komplexe Formen zu bringen

In der Forschung an der University of Strathclyde wurde eine neue Methode zum Formen von Materie in komplexe Formen unter Verwendung von „verdrehtem“ Licht demonstriert.

Wenn Atome auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (-273 Grad C) abgekühlt werden, hören sie auf, sich wie Teilchen zu verhalten, und fangen an, sich wie Wellen zu verhalten.

Atome in diesem Zustand, die als Bose-Einstein-Kondensate (BECs) bekannt sind, sind nützlich für Zwecke wie die Realisierung von Atomlasern, langsames Licht, Quantensimulationen zum Verständnis des komplexen Verhaltens von Materialien wie Supraleitern und Supraflüssigkeiten und die Präzisionsmesstechnik der Atominterferometrie.

Die Strathclyde-Studie hat gezeigt, dass, wenn verdrehtes Licht auf ein sich bewegendes BEC scheint, es in Cluster von BEC-Tröpfchen zerfällt, die sich den Merkmalen des Lichts folgen, wobei die Anzahl der Tröpfchen doppelt so hoch ist wie die Anzahl der Lichtverdrehungen. Die Veränderung der Eigenschaften des Lichtstrahls kann sowohl die Anzahl der BEC-Tröpfchen als auch die Art und Weise, wie sie sich bewegen, verändern.

Die Forschung wurde in veröffentlicht Briefe zur körperlichen Überprüfung.

Grant Henderson, ein Ph.D. Student am Department of Physics in Strathclyde, ist Hauptautor der Veröffentlichung. Er sagte: „Indem wir einen Laserstrahl auf ein BEC richten, können wir beeinflussen, wie es sich verhält. Wenn der Laserstrahl „verdrillt“ ist, hat er ein spiralförmiges Phasenprofil und trägt einen orbitalen Drehimpuls (OAM). Laserstrahlen mit OAM können fangen und drehen mikroskopisch kleine Partikel und verhalten sich wie ein optischer Schraubenschlüssel.

„Diese Methode, verdrehtes Licht durch ultrakalte Atome zu strahlen, eröffnet eine neue und einfache Möglichkeit, Materie in unkonventionelle und komplexe Formen zu formen. Sie hat das Potenzial für das Design neuartiger Quantengeräte wie atomtronischer Schaltkreise und ultraempfindlicher Detektoren.“