Чтобы быть ясными, они не говорят о сексуальной привлекательности к «горячему» человеческому телу.Но исследователи показали, что пылающий объект на самом деле привлекает атомы, вопреки тому, что большинство людей – физики включали – предположит.Крошечный эффект во многом как эффект, который лазер имеет на атом в устройстве, названном оптическим пинцетом, который используется, чтобы заманить в ловушку и изучить атомы, открытие, которое привело к Нобелевской премии по физике 1997 года, разделенной бывшим преподавателем УКА Беркли Стивеном Чу, теперь в Стэнфорде, Клодом Коэном-Таннудджи и Уильямом Д. Филлипсом.До три года назад, когда группа австрийских физиков предсказала его, никакая мысль, что регулярный свет, или даже просто тепло, испущенное теплым объектом – инфракрасный жар, Вы видите, просматривая защитные очки ночного видения – не могла затронуть атомы таким же образом.
Физики УКА Беркли, которые опытны в имеющих размеры мелких силах, использующих интерферометрию атома, проектировали эксперимент, чтобы проверить ее. Когда они измерили силу, проявленную так называемым излучением черного тела от теплого вольфрамового цилиндра на атоме цезия, предсказание было подтверждено.Привлекательность – на самом деле 20 раз гравитационная привлекательность между двумя объектами, но так как сила тяжести является самой слабой из всех сил, эффекта на атомы цезия – или любой атом, молекула или больший объект – обычно слишком маленькие, чтобы волноваться о.«Трудно найти сценарий, где эта сила выделилась бы», сказала соавтор Виктория Сюй, аспирант в физическом факультете в УКЕ Беркли. «Не ясно, что это делает значительный эффект где угодно. Все же».
Поскольку измерения силы тяжести становятся более точными, тем не менее, производит эту маленькую потребность, которая будет принята во внимание. Следующее поколение экспериментов, чтобы обнаружить гравитационные волны от пространства может использовать интерферометры атома скамьи лаборатории вместо интерферометров длиной в километр теперь в операции. Интерферометры, как правило, объединяют две световых волны, чтобы обнаружить крошечные изменения на расстоянии, они путешествовали; интерферометры атома объединяют две волны вопроса, чтобы обнаружить крошечные изменения в поле тяготения, которое они испытали.
Для очень точной инерционной навигации, используя интерферометры атома, должна была бы также быть принята во внимание эта сила.«Эта привлекательность абсолютно черного тела оказывает влияние везде, где силы измерены точно, включая измерения точности фундаментальных констант, тесты Общей теории относительности, измерения силы тяжести и так далее», сказал ведущий автор Хольгер Мюллер, адъюнкт-профессор физики. Сюй, Мюллер и их коллеги УКА Беркли опубликовали их исследование в декабрьском выпуске журнала Nature Physics.
Оптический пинцетОптический пинцет работает, потому что свет – суперположение магнитных и электрических полей – электромагнитная волна. Электрическое поле в луче света заставляет заряженные частицы переместиться.
В атоме или маленькой сфере, это может отделить положительные заряды, как ядро, от отрицательных зарядов, как электроны. Это создает диполь, позволяя атому или сфере действовать как крошечный стержневой магнит.
Электрическое поле в световой волне может тогда переместить этот вызванный электрический диполь вокруг, так же, как Вы можете использовать стержневой магнит, чтобы пихнуть кусок железа вокруг.Используя больше чем один лазерный луч, ученые могут поднять атом или бусинку, чтобы провести эксперименты.
Со слабым, некогерентным светом, как излучение черного тела от горячего объекта, эффект намного более слаб, но все еще там, найденная команда Мюллера.Они измерили эффект, поместив разведенный газ холодных атомов цезия – охлажденный до трех миллионных частей степени выше абсолютного нуля (300 nanoKelvin) – в вакуумной палате и начав их вверх с быстрым пульсом лазерного света.Половина брошена дополнительный удар к вольфрамовому цилиндру дюйма долго, пылающему на уровне 185 градусов Цельсия (365 градусов по Фаренгейту), в то время как другая половина остается непнутой. Когда две группы атомов цезия падают и встречаются снова, их волны вопроса вмешиваются, позволяя исследователям измерить изменение фазы, вызванное взаимодействием вольфрамового цезия, и таким образом вычислить привлекательную силу излучения черного тела.
«Люди думают, что излучение черного тела – классическое понятие в физике – это был катализатор для старта кванта механическая революция 100 лет назад – но есть все еще прохладные вещи узнать об этом», сказал Сюй.