Các nhà khoa học đã thành công tạo ra chùm tia nguyên tử “vĩnh cửu”

Tiến bộ trong vật lý lượng tử đã cho phép các nhà vật lý tạo ra chùm nguyên tử hoạt động giống như một tia laser mà trên lý thuyết có thể tồn tại “mãi mãi”.

Việc tạo ra chùm tia laser nguyên tử “vĩnh cửu” thực sự là một cuộc cách mạng lớn của ngành vật lý lượng tử.

Suốt nhiều năm lịch sử, việc tạo ra nguồn năng lượng vĩnh cửu đối gần như là điều không thì ngày nay, các nhà khoa học đã biến điều viển vông đó trở thành hiện thực. Việc tạo ra chùm tia laser nguyên tử “vĩnh cửu” thực sự là một cuộc cách mạng lớn của ngành vật lý lượng tử những năm gần đây. Thậm chí, bước tiến này có thể còn là đánh dấu cho quá trình đưa công nghệ này tiến vào thực tiễn cuộc sống, trở thành công cụ định lượng với độ chính xác cao trong tương lai.

Từ trước đến nay, những tia laser nguyên tử mà các nhà khoa học cố gắng đạt được mới chỉ dừng lại ở xung (thời gian tồn tại cực ngắn) thay vì liên tục. Nguyên nhân chính nằm ở cấu tạo của tia laser. Ở gốc của một tia laser nguyên tử là một trạng thái vật chất được gọi là ngưng tự Bose- Einstein hay BEC. BEC được tạo ra bằng cách làm lạnh một đám mây boson chỉ bằng một phần nhỏ trên độ không tuyệt đối.

Tuy nhiên, BEC rất mỏng manh, ngay cả ánh sáng cũng có thể phá hủy một BEC nên sự tồn tại của nó chỉ như thoáng qua. Để tạo ra BEC liên tục, một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học Amsterdam Hà Lan đã nhận ra cần phải thay đổi điều gì đó.

"Trong các thí nghiệm trước đây, quá trình làm lạnh dần dần của các nguyên tử đều được thực hiện ở một nơi. Trong thiết lập của chúng tôi, chúng tôi quyết định phân bổ các bước làm lạnh không phải theo thời gian mà theo không gian: chúng tôi làm cho các nguyên tử chuyển động trong khi chúng tiến triển qua các bước làm lạnh liên tiếp", nhà vật lý Florian Schreck giải thích.

"Cuối cùng, các nguyên tử cực lạnh đến trung tâm của thí nghiệm, nơi chúng có thể được sử dụng để tạo thành các sóng vật chất kết hợp trong BEC. Nhưng trong khi các nguyên tử này đang được sử dụng, các nguyên tử mới đang trên đường bổ sung BEC. Bằng cách này, chúng ta có thể giữ cho quá trình tiếp tục - về cơ bản là mãi mãi”.

Cập nhật: 01/07/2022 VTV