(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de Princeton University heeft een manier gevonden om elk atoom de lichtemissie van een ander atoom te laten nabootsen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , het team onthult hoe ze deze truc hebben ontdekt en stelt enkele toepassingen voor die baat kunnen hebben bij het gebruik ervan.

Wetenschappers in verschillende vakgebieden meten het licht dat door atomen wordt uitgestraald wanneer hun elektronen tussen energieniveaus bewegen om de aanwezigheid van een element te identificeren:astronomen, bijvoorbeeld, kan de aanwezigheid van argon in een ster detecteren door de unieke lichtsignatuur die hij uitstraalt op te merken. Maar het blijkt dat onder bepaalde omstandigheden, atomen kunnen worden aangezet om andere atomen na te bootsen. Bij deze poging, de onderzoekers ontdekten dat door het licht te manipuleren dat op een bepaald atoom werd afgevuurd, ze kunnen ervoor zorgen dat het atoom de handtekening van een ander atoom uitzendt.

Ze kunnen een argonatoom veroorzaken, als slechts één voorbeeld, om dezelfde golflengte van licht uit te zenden als een waterstofatoom door de puls van laserlicht te vormen die op het atoom werd afgevuurd. Belangrijker, dezelfde techniek kan ook worden gebruikt om de kwantumtoestand van het beoogde atoom te regelen. Het gebruik van licht om atomen dingen te laten doen is niet nieuw, natuurlijk; kwantumcontrole is gebruikt, bijvoorbeeld, om ervoor te zorgen dat chemicaliën geruime tijd op de gewenste manier reageren. Maar het gebruik van licht om de toestand van een atoom te controleren, zou de basis kunnen vormen voor nieuwe toepassingen:moleculen die verschillende kleuren uitstralen, bijvoorbeeld, om ze te onderscheiden in biologische processen.

De onderzoekers begonnen met het idee om de toestand van een atoom te regelen met behulp van licht door een model te bouwen dat aantoonde dat een enkele lichtpuls een van een oneindig aantal atomaire toestanden kan veroorzaken, waarvan sommige geïoniseerd zouden zijn - en de toestand van een atoom op een bepaalde manier zouden veranderen, het was genoteerd, kan een verandering in de golflengte van het licht dat het uitstraalt veroorzaken. Om te berekenen welke pulsvorm de gewenste golflengte zou produceren, de onderzoekers gebruikten de Schrödingervergelijking. Opgemerkt moet worden dat het idee nog steeds theoretisch is; de onderzoekers hebben er niet voor gezorgd dat atomen anderen nabootsten - daarvoor is werk van een experimenteel team nodig.

© 2017 Fys.org