ultrakylmätatomit

Ultrakylmät atomit ovat atomeja, joiden lämpötila on lähellä absoluuttista nollapistettä, tyypillisesti alle yksi mikrokevin. Tässä äärimmäisen matalassa lämpötilassa atomien kvanttimekaaniset ominaisuudet tulevat merkittävästi esiin. Ultrakylmien atomien tutkimus on laaja ja nopeasti kehittyvä ala fysiikassa, jolla on sovelluksia monilla eri tieteenaloilla.

Atomien jäähdyttäminen ultrakylmiin lämpötiloihin saavutetaan yleensä käyttämällä lasereita ja magneettikenttiä. Laserjäähdytys hidastaa atomien liikettä absorboimalla ja emittoimalla fotoneja. Magneettiset loukut puolestaan vangitsevat ja eristävät nämä hitaasti liikkuvat atomit. Tämän prosessin tuloksena atomien de Broglie -aallonpituudet voivat kasvaa suuremmiksi kuin niiden välinen etäisyys, mikä johtaa kvantti-ilmiöiden, kuten Bose-Einstein-kondensaattien (BEC) ja Fermi-kaasujen muodostumiseen.

Ultrakylmiä atomeja käytetään monissa sovelluksissa. Niitä hyödynnetään tarkkojen atomikellojen kehittämisessä, jotka ovat olennaisia navigointijärjestelmissä ja tieteellisissä mittauksissa. Lisäksi ultrakylmiä atomikokeita käytetään simuloimaan monimutkaisia kvanttimekaanisia järjestelmiä, jotka ovat vaikeasti tutkittavissa muilla tavoin. Tällaisia simulaatioita voidaan soveltaa esimerkiksi materiaalitieteessä ja korkean energian fysiikassa. Alan tutkimus pyrkii myös ymmärtämään perusfysiikan lakeja ja kehittämään uusia kvanttiteknologioita.