Fysikere opfinder evigtkørende atomlaser

For første gang er det lykkes forskere at styre atomart stof laenge nok til, at det kan bruges i en atomlaser, og sigtet rettes nu mod mørkt stof og mørk energi.

Lasere er noget saerligt inden for fysikken. Lyset i en laser har kun én bølgelaengde. Alle partikler opfører sig som én, så alle bølger bevaeger sig i den samme retning. Det er det, der giver laseren sin karakteristiske stråle. Nu er det lykkedes hollandske fysikere at skabe en stråle bestående af stofbølger, der opfører sig på samme måde som lys i en almindelig laser. En såkaldt atom-laser.

Fysikere har i mange år forsøgt, at få atomer til at opføre sig som én i en bølge. Det lykkedes i princippet allerede for en del år siden - men hidtil aldrig i mere end meget kort tid ad gangen. De hollandske fysikeres store gennembrud er, at de har fundet en måde at få atomerne til konstant at bevaege sig som én.

På samme måde som lys bevaeger sig i bølger, fortaeller kvantemekanikken os, at atomer også kan opfattes som bølger. Så hvor en almindelig laser sender sammenhaengende bølger af lyspartikler, så sender en atomlaser sammenhaengende bølger af stof. Det

grundlaeggende i atomlaseren er det såkaldte Bose-Einstein-kondensat, også kaldet BEC, som er en saerlig stoffase, en gruppe atomer kan befinde sig i. En fase, hvor atomerne hverken er gas, flydende eller i fast form.

For 25 år siden lykkedes det at skabe den første atomlaser, som kunne sende stofbølger ud. Den såkaldte BEC virkede dog kun i kort tid, hvorefter den skulle udskiftes, før en ny puls med stofbølger kunne sendes ud. Der skulle med andre ord tilføjes nye nedkølede atomer, lige så hurtigt som atomstrålerne forlod laseren. Den ledende forsker på projektet, Florian Schreck fra universitetet i Amsterdam, forklarer, at de løste problemet med at skulle udskifte BEC’en hele tiden, ved at skabe et system, så atomerne hele tiden sørgede for at holde hinanden nedkølede.

Med den nye laser kommer vi taettere på at finde mørkt stof og mørk energi i Rummet samt lokalisere gravitationsbølger og forbedre rumfartsnavigation.

En illustration af hvordan atomerne bevaeger sig som én enhed af bølger. Her tilføjes konstant friske atomer (de blå), som indgår i Bose-Einstein-kondensatet i midten. I virkeligheden er atomerne ikke synlige for det blotte øje.