Magnetic trap (atoms)
ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲೆಯು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ತಟಸ್ಥ ಕಣಗಳನ್ನು ಬಂಧಿಸಲು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಇಳಿಜಾರನ್ನು ಬಳಸುವ ಒಂದು ಉಪಕರಣವಾಗಿದೆ. ಅಂತಹ ಬಲೆಗಳನ್ನು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಘನೀಕರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಕೊನೆಯ ಹಂತವೆಂದು ಅವು ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾಗಿವೆ. ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲೆಯನ್ನು (ಅತ್ಯಂತ ತಂಪಾದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಮಾರ್ಗವಾಗಿ) ಮೊದಲು ಡೇವಿಡ್ ಇ. ಪ್ರಿಚರ್ಡ್ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತತ್ವ ಅನೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ; ಸೂತ್ರದ ಪ್ರಕಾರ ಅವುಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕ್ಸ್ನ ತತ್ವಗಳ ಪ್ರಕಾರ ಪರಮಾಣುವಿನ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣವನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಅಂದರೆ, ಇದು ಕೆಲವು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಬಲವಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿದರೆ, ಅದರ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣವನ್ನು ಕ್ಷೇತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದೇ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಇರಿಸಿದರೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಆ ಪರಮಾಣುವಿನ ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ವಿವಿಧ ಅನುಮತಿಸಲಾದ ಮೌಲ್ಯಗಳ ಮೇಲೆ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಇಳಿಜಾರು ಏಕರೂಪದ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೇಲೆ ಹೇರಿದರೆ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳು ಕ್ಷೇತ್ರದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಬೆಟ್ಟದ ಕೆಳಗೆ ಉರುಳುವ ಚೆಂಡಿನಂತೆ, ಈ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು "ಹೈ-ಫೀಲ್ಡ್-ಸೀಕಿಂಗ್" ಪರಮಾಣುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಕ್ಷೇತ್ರದ ಎದುರು ಜೋಡಿಸಲಾದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಕಡಿಮೆ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ಥಳಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು "ಕಡಿಮೆ-ಕ್ಷೇತ್ರ-ಹುಡುಕುವ" ಪರಮಾಣುಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಕ್ತ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್-ಫೀಲ್ಡ್ ಪರಿಮಾಣದ ಸ್ಥಳೀಯ ಗರಿಷ್ಠವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ; ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸ್ಥಳೀಯ ಕನಿಷ್ಠವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಕನಿಷ್ಠದಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಈ ಕನಿಷ್ಠವು ಕಡಿಮೆ-ಕ್ಷೇತ್ರ-ಹುಡುಕುವ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸಬಹುದು. ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲೆಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಆಳವಿಲ್ಲದ ಕ್ಷೇತ್ರ ಮಿನಿಮಾವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲ್ವಿನ್ನ ಒಂದು ಭಾಗದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಟ್ರ್ಯಾಪಿಂಗ್ಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಫೀಲ್ಡ್ ಮಿನಿಮಾವನ್ನು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಶಾಶ್ವತ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟ್ ಟ್ರ್ಯಾಪ್ಗಳು, ಐಯೋಫ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ ಟ್ರ್ಯಾಪ್ಗಳು, ಕ್ಯೂಯುಐಸಿ ಟ್ರ್ಯಾಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರವು ಸೇರಿವೆ. ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್ ಪರಮಾಣು ಬಲೆಯು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕನಿಷ್ಠ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು "ಪರಮಾಣು ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್" ನೊಂದಿಗೆ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಮೊದಲ ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್ ಪರಮಾಣು ಬಲೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. Z-ಆಕಾರದ ವಾಹಕವನ್ನು (ವಾಸ್ತವವಾಗಿ Si ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಿಸಲಾದ ಚಿನ್ನದ Z-ಆಕಾರದ ಪಟ್ಟಿಯನ್ನು) ಏಕರೂಪದ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಕ್ಷೇತ್ರದ ಮೂಲವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ). ಧನಾತ್ಮಕ ಸ್ಪಿನ್-ಫೀಲ್ಡ್ ಶಕ್ತಿಯುಳ್ಳ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮಾತ್ರ ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದವು. ತಿರುಗುವ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು, ಬಾಹ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಚಿಪ್ನ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಓರೆಯಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಪರಮಾಣುವಿನ ಚಲನೆಯಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲ ಅಂದಾಜಿನಲ್ಲಿ, ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪ್ರಮಾಣವು (ಆದರೆ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವಲ್ಲ) ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದ ಪರಮಾಣುವಿನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಕ್ತಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ತೋರಿಸಿರುವ ಚಿಪ್ 2 ಸೆಂ. ಮೀ. x 2 ಸೆಂ. ಮೀ. ಆಗಿದೆ; ಈ ಗಾತ್ರವನ್ನು ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭತೆಗಾಗಿ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ, ಅಂತಹ ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್ ಬಲೆಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಅಂತಹ ಬಲೆಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣ ವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ತಯಾರಿಸಬಹುದು; ಅಂತಹ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ನ ಕ್ಯೂ-ಬಿಟ್ ಮೆಮೊರಿ ಕೋಶದ ಮೂಲಮಾದರಿಯೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಲೆಗಳ ನಡುವೆ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಕ್ಯೂ-ಬಿಟ್ಗಳನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಹಂತದಲ್ಲಿವೆ; ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ (ಆಫ್-ರೆಸೋನೆಂಟ್ ಆವರ್ತನಗಳೊಂದಿಗೆ) ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು (ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗೆ) ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೈನ್ ಘನೀಕರಣದಲ್ಲಿನ (ಬಿಇಸಿ) ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಪರಮಾಣುಗಳ ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರ್ಯಾಪ್ನಲ್ಲಿ (ಎಂಒಟಿ) ಲೇಸರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಮೈಕ್ರೋಕೆಲ್ವಿನ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯವರೆಗೆ ತಂಪಾಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲೇಸರ್ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಏಕ ಫೋಟಾನ್ಗಳಿಂದ ಪರಮಾಣು ಪಡೆಯುವ ಆವೇಗದ ಹಿಮ್ಮೆಟ್ಟುವಿಕೆಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಬಿ. ಇ. ಸಿ. ಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಲೇಸರ್ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಮಿತಿಯನ್ನು ಮೀರಿ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಅಂದರೆ ಎಂ. ಓ. ಟಿ. ಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಬೇಕು ಮತ್ತು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ರೂಪಿಸಬೇಕು. ಅತ್ಯಂತ ತಂಪಾದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಲು ಆಯಸ್ಕಾಂತೀಯ ಬಲೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಆವಿಯಾಗುವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಬಿಇಸಿ ತಲುಪುವಷ್ಟು ಪರಮಾಣುಗಳ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಮೂಲಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಪರಮಾಣು ಬಲೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪುಗಳು ಪರಮಾಣು ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ಬೋಸ್-ಐನ್ಸ್ಟೀನ್ ಕಣಗಳ ಬಲೆಗಳನ್ನು ಘನೀಕರಿಸುತ್ತಾರೆ