Atom optics and the application of cold atoms in sensitive measurements

Atom optics and the application of cold atoms in sensitive measurements

فرایند خنک سازی و کاربرد اتمهای سرد اکنون به دهه چهارم بلوغ خود ورود پیدا کرده است. یکی از مهمترین کاربردهای اتمهای سرد، حوزه گرانش و یا شتاب سنجی است، که دقتهای بی سابقه ای از سنجش این پارامترها ارایه کرده اند. اندازه گیری شتاب مکانیکی و یا گرانشی دارای اهمیت در چند حوزه از جمله در فیزیک بنیادی است، جایی که ممکن است اندازه گیریهای دقیق، اصل هم ارزی نسبیت و قوانین نیوتن را هدف ارزیابی مجدد قرار دهد، و یا در کشف امواج گرانشی مورد استفاده قرار گیرد. اما در حوزه فناوری، اکنون محصولات تجاری بر اساس اتمهای سرد روانه بازار شده اند. دقت اندازه گیری شتاب گرانشی در این دستگاهها به رقم بی سابقه 10^(-8) m/s^2 رسیده است، که دو مرتبه بزرگی از حساس ترین شتاب سنجهای کلاسیکی با ساختار MEMS (پیزوالکتریک)، دقیقتر هستند. از اینرو، کاربرد این اسبابها در سامانه های ناوبری که دقت بالا هم در شتاب خطی و هم زاویه ای مورد تقاضا است، مطرح می باشد. ولی، شتاب سنجهای اتمی هنوز کند عمل میکنند و کاربرد آنها فعلا محدود به مسایلی است که تغییرات اندک شتاب جاذبه، بدلیل وجود معادن، و یا مخازن گاز یا نفت و حتی کشف تهی جاهای پنهان در زمین، اتفاق می افتد. پروژه های مشترکی هم در حال پیگیری است که هدف ارسال این سامانه ها به فضا و مطالعه فیزیک بنیادی است. بدلیل عدم وجود جاذبه، دقتها خیلی افزایش پیدا میکنند و چشم انداز، دستیابی به آشکارساز اینرسی کوانتومی با دقت 10^(-12) m/s^2 (در پهنای باند 1 هرتز) می باشد.