ذرة ليزرية

آلية الضخ

ومن ناحية أخرى، يعتمد اللّيزر الذرّي أساسًا على تكاثف بوز-أينشتاين، لذلك يتطلب إنتاجه في بداية الأمر الوصول بذرّات المادة المضيفة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية.

كذلك، تحتل الذرّات في حالة تكاثف بوز-أينشتاين نفس الحالة الكميّة ولها نفس التابع الموجي، وكما نحتاج أن تكون الفوتونات في مصادر الليزر الضوئي موحدة الطور، فالأمر نفسه في ليزر الذرّات، لهذا المبدأ الأساسي لعمل الليزر الذري هو تكاثف بوز-أينشتاين.

من جهة ثانية، تم ربطها بنبضات راديو قصيرة الطول الموجي لتوحيد اللّف الذاتي لف مغزلي لبعض الذرات ومن ثم إطلاقها، نتيجة للجاذبية الأرضية اكتسبت الذرات عجلة موجبة، وكانت المشكلة أن النبضات كانت متفرقة ومتقطعة للغاية، بفعل التفاعلات الطاردة بين الذرات التي تم إطلاقها والموجودة بداخل المصيدة، توزّعت حزمة الليزر الذرّي كثيرًا.

من جهة ثانية، وقد قام مؤخرًا ثيودر هانس وزملاؤه بإنجاز قياسي بالحفاظ على استمرارية شعاع اللّيزر الذرّي لمدة قاربت 0.1 ثانية.

من جانب آخر، نظرًا لوجود تقلّبات في المجالات المغناطيسية المحاصرة، إختلف التردد اللازم لتوحيد اللّف الذاتي للذرّات، ولحلّ تلك المُشكلة تم إطلاق النبضات الراديوية في وقتٍ قصيرٍ للغاية بالنسبة للمدة الزمنية التي يحدث فيها تَقَلُّب المجالات المغناطيسية الحاصرة، ومع كل تلك الجهود، أصبح طول شعاع ليزر الذرّات قصيرًا للغاية نظرًا لفترة توحيد اللّف الذاتي القصيرة وكمية مادة التكاثف، ويمكن التغلُب على ذلك عبر تقريب التكثيف من المصيدة عبر المكثفات المستعملة، وذلك عبر استخدام معدل منخفض لكميّات الخرج.

من جانب آخر، تم إجراء المحاولة الأولى في مطلع 1997 بواسطة فولفجانج كيترلي وكريس تاونسند وزملائهم، في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، كانت التجربة الأولى بواسطة متكاثف بوز-أينشتاين لذرات الصوديوم في فخ مغناطيسي، الذرّات التي لها إتجاه حركة مغناطيسية مُعاكِس للمجالات مغناطيسية المُحَاصِرَة على ذرات الصوديوم،

تطبيقات

كذلك، نظرا لقصر الطول الموجي للّيزر الذرّي سيُستخدَم في التكنولوجيا الدقيقة وتكنولوجيا النانو، كذلك تصوير البنى الذرّية بدقة عبر التداخلات الموجية، قد يُستعمل في الذاكرة الهولوغرافيّة وإنشاء مجسمات ثلاثيّة الابعاد بهولوغرام ذرّي دقيقة للغاية.

بعض تطبيقات اللّيزر الذرّي المُحتمَلَة:

كذلك، وسيكون له تأثير بالغ الكبر في مجال البصريّات الذرّية والنقش الذرّي الدقيق، والساعات الذرّية، والمعايرات القياسيّة، وفي مجالات البصريات غير الخطيّة.

علاوةً على ذلك، ويمكن استخدام مقياسات تداخل ذرّية للاختبارات الكمية والكشف عن الموجات الثقالية وستكون دقيقة جدا نظرًا لصغر الطول الموجي وإمكانية استغلال البنية الذرّية، ويمكن استخدامها في قياس المسافات الطويلة بدقة غير مسبوقة مثل مقاييس التداخل ميكلسون.

الخصائص

وفي هذا الصدد، نظرًا لكون اللّيزر الذرّي يختلف تماما عن اللّيزر الضوئي في مكوناته، فاللّيزر الذرّي يتشكل من ذرات واللّيزر الضوئي من فوتونات،

ومن ناحية أخرى، فالخصائص تختلف بشكلٍ جوهري عن اللّيزر الضوئي، اللّيزر الذرّي يمتلك كتلة سكونيّة لا صفرية،

ومن جهة أخرى، يمتلك ليزر الذرّات طولا موجيًا قصيرًا جدًا، فتبعًا لعلاقة دي براولي:

من جانب آخر، يمكن الحفاظ على إستمراريتها لفترة طويلة جدا بمدّها بالطاقة، فيصعب كثيرا الحفاظ على اللّيزر الذرّي،

في هذا الإطار، ولا يمكن أن ينتشر لمسافات طويلة للغاية، وذراته تتفاعل مع بعضها، في حين أن مصادر اللّيزر الضوئي

وفي هذا السياق، بالتالي لا يمكن أن تصل سرعته إلى سرعة الضوء بالفراغ 299,792,458 م/ث،

في هذا الإطار، وبما أن الكتلة تكون كبيرة فيكون الطول الموجي لموجات شعاع اللّيزر الذرّي قصيرًا للغاية.

ومن ناحية أخرى، كما أنه لا ينعكس على المرايا بسبب تفاعل الذرات مع بعضها ومع الذرات الأخرى بقوى ڤان دار ڤالس،