Paul Hamilton ja tema kolleegid California Ülikoolist on leidnud uue mooduse, kuidas jagada aatomite ainelaineid kaheks koherentseks kimbuks. Uus meetod baseerub optilise resonaatori omadustel ning selle rakendamisel ei ole vaja kasutada suure võimsusega lasereid – avaldatud töös kasutatakse tseesiumi aatomite kaheks kimbuks jagamisel 90 mikrovatise väljundvõimsusega laserit. Kahe koherentse ainelaine interferents on kõige täpsem meetod paljude kvantefektide ja fundamentaalkonstantide mõõtmiseks.
Füüsika gümnaasiumi füüsika kursuses me saame teada, et iga osake on ühtaegu laine 
. Teame ka, et kui on laine, siis saab tekkida nähtus, mille nimi on interferents . Valguse interferentsi tekkimiseks on vaja, et kaks valguskimpu kattuksid ja oleksid ka koherentsed, st valgus neis peaks võnkuma “ühes taktis”.
Kuidas tekitada kaht lainet, mis võnguksid samas taktis, aga liiguksid erinevates suundades? Valgusega on see lihtne – kui laseri valgus langeb klaasile, siis osa valgusest läheb klaasist läbi, osa peegeldub tagasi. Peegeldunud ja klaasi sisse murdunud valguskiired võnguvad täpselt samas taktis, me oleme ühe valguskiire kaheks jaganud.
Osakeste ja vastavate ainelainetega on palju keerulisem.
Kõnealune eksperiment viidi läbi optilises resonaatoris, mis põhimõtteliselt on kaks üksteisega paralleelset peeglit, millest üks laseb ka veidi valgust läbi (vt pilti). Pange tähele ribasid resonaatori sees – kui resonaatorisse satub valgus, siis see hakkab edasi tagasi peegelduma, nii et tekivad seisulained. Sellisesse resonaatorisse sisestati tseesiumi aatomid.
Edasisest protsessist saab aimu joonise kõrval olevat graafikut uurides. Ajatelg on vasakult paremale, aatomid liiguvad reaalselt vertikaalsuunas. Seal kolm vertikaalset sammast tähistavad kolme valgusimpulssi, mis tseesiumi aatomeid mõjutavad. Esimene impulss annab pooltele aatomitele üles suunatud impulsi, teine impulss mõjutab mõlemaid aatomite pilvi ja suunab nad kokkupõrke kursile, kolmas impulss seab aatomite pilved viisil, mis võimaldab nende interferentsi. Eksperimendis mõõdetakse aatomite interferentsiribade faasi sõltuvana laseriimpulsside vahelisest ajaintervallist.
See ei ole ainuke viis koherentsete, ruumis eraldatud ainelainete tekitamiseks. Näiteks kahe pilu difraktsioon on üks sellistest.
Mitte et seda kõike oleks võimalik poole lehekülje tekstiga ligilähedaseltki kokku võtta. Aga võtkem esimese hooga vähemasti teadmiseks, et ainelained, st osakeste laineomadused on tõepoolest olemas ning ainelainete interferents on väga kasulik ja ülitäpne mõõtmismeetod.
Leave a Reply