Un faisceau atomique de titane produit à partir de pièces disponibles dans le commerce
Le faisceau, créé à partir d'une pompe de sublimation, ouvre des portes pour des expériences de physique quantique.
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Les poutres atomiques sont au cœur de l'étude des propriétés atomiques. Alors que certains éléments, comme les alcalis, sont facilement produits dans un faisceau par sublimation dans le vide, d'autres ne le sont pas. Créer un faisceau atomique de titane, en particulier, est un défi, malgré l'intérêt de cet élément pour la spectroscopie de précision et la physique quantique.
Le titane est un élément hautement réfractaire qui crée peu d'atomes refroidables métastables pendant la sublimation. Schrott et al. Conçu un système pour surmonter ces défis et réalisé un modèle de travail utilisant la technologie disponible dans le commerce.
La source de l'équipe utilise une pompe Getter commune appelée pompe de sublimation en titane. Dans une configuration ressemblant à une ampoule à incandescence, un hémisphère de titane est radiatifs chauffé par une bobine de tungstène intérieure et émet un faisceau d'atomes de titane sublimées à l'état fondamental. Ces atomes sublimés sont pompés optiquement dans un niveau d'énergie plus élevé pour le refroidissement au laser.
"Notre résultat fournit un chemin clair pour réaliser le refroidissement au laser et le piégeage des atomes de titane", a déclaré l'auteur Jackson Schrott. "L'espoir est que ce style de source de faisceau sera mis en œuvre dans de nouvelles expériences de refroidissement au laser et de piégeage pour le titane et éventuellement d'autres métaux de transition."
Le travail permettra de futures expériences de titane ultracold. Déjà, les chercheurs ont utilisé le faisceau dans deux nouvelles expériences dans leur laboratoire.
"Au fur et à mesure que nous acquièrent de l'expérience en exploitant ces sources, nous pouvons apprendre comment le design peut être affiné", a déclaré Schrott. "Finalement, nous pouvons revenir au travail de fabrication de sources de faisceau similaires pour d'autres éléments de métal de transition."
Source: «Un faisceau atomique de titane pour les expériences d'atomes ultracold», par Jackson Schrott, Diego Novoa, Scott Eustice et Dan M. Stamper-Kurn, Review of Scientific Instruments (2024). L'article est accessible à https://doi.org/10.1063/5.0223352.