Me pregunto cuál es el procedimiento para quedarse con un solo átomo de un elemento después de poner varios de ellos en un vacío atrificial.
Respuestas
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Hay muchas respuestas posibles a esta pregunta. Voy a ofrecer un enfoque que utilizamos en nuestro laboratorio para atrapar átomos individuales de rubidio.
La idea clave es la de la "pinza óptica", que es un láser fuertemente enfocado que está fuera de resonancia de una transición atómica. Como el láser está fuera de resonancia, no dispersa muchos fotones de los átomos, sino que forma un pozo de potencial en el que los átomos pueden quedar atrapados. Si el láser enfocado no está demasiado concentrado, puede atrapar un gran número de átomos. Si está muy enfocado (es decir, con una cintura de alrededor de una micra), la pinza se encuentra en el régimen de "bloqueo colisional". En este caso, el brillo de un láser casi resonante (a menudo utilizado para la refrigeración por láser) hará que dos átomos atrapados colisionen y se pierdan de la trampa.
En este caso, los pares de átomos son expulsados de la trampa. Pero si se deja un solo átomo en la trampa, éste permanecerá felizmente allí por sí mismo. Por lo tanto, las pinzas con esta configuración pueden atrapar como máximo un solo átomo, que puede ser detectado mediante imágenes de fluorescencia. Se ha utilizado esta técnica para crear grandes conjuntos de átomos neutros individuales, que pueden utilizarse para diversos experimentos de física cuántica.
Matt Roberts
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Otro ejemplo de la física atómica:
- Bloqueo de excitación orbital y enfriamiento algorítmico en gases cuánticos. WS Bakr et al. Naturaleza 480 , 500 (2011) , arXiv:1105.5834 .
Se empieza con una gran nube atómica cargada en una red óptica. Algunos sitios de la red tienen sólo un átomo, otros sitios de la red pueden tener más de un átomo. Debido a la interacción entre los átomos, se distingue espectroscópicamente una transición interbanda para el sitio ocupado individualmente y el sitio ocupado de forma múltiple. De este modo, se puede excitar un átomo de un sitio multiocupado a una banda excitada (más débilmente atrapada) y eliminarlo, mientras que los sitios ocupados individualmente no se ven afectados. Después de este "enfriamiento algorítmico", todos los sitios de la red están ocupados individualmente. (Nota: se utiliza el término "enfriamiento" porque los sitios ocupados aleatoriamente de forma múltiple almacenan entropía en el sistema estudiado).
Ahora bien, si quiere seleccionar un solo sitio, probablemente pueda utilizar un microscopio de alta resolución para seleccionar un sitio específico ocupado por una sola persona. Incluso si la resolución de su microscopio no es suficiente para resolver un solo sitio de la red (radio de Airy > constante de la red), aún puede lograr un direccionamiento resuelto por subdifracción. El truco consiste en combinar una desintonización que varíe espacialmente (cambio brusco de CA de un láser) con una transición brusca (transición de microondas).
- Direccionamiento de un solo espín en un aislante de Mott atómico. C Weitenberg et al. Naturaleza 471 , 319 (2011) , arXiv:1101.2076 .
Rick
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51
Hay varios métodos para realizar esta tarea. Si mi entendimiento es correcto, así es como se han encontrado todos los elementos por encima de 101. Este es un extracto de Berkley que describe cómo encontraron el Mendelevio.
En 1955 se formó el mendelevio (101) mediante el bombardeo de einsteinio-253 con un haz de iones de helio-4 (partículas alfa). La identificación exitosa del mendelevio se realizó mediante la separación por un método de retroceso propuesto por Albert Ghiorso (1915-2010) del Laboratorio de Berkeley. Este método aprovechaba el débil retroceso impartido en la reacción de fusión del helio con el blanco de einsteinio, altamente radiactivo. El retroceso expulsó los átomos de mendelevio del fino blanco a un captador de láminas de oro. El procesamiento químico demostró entonces que, efectivamente, se había producido un nuevo elemento. Se detectaron diecisiete átomos en total. Esta nueva técnica de separación fue una poderosa herramienta que se utilizaría en posteriores experimentos con nuevos elementos. El mendelio fue el primer elemento identificado "átomo a átomo" y el más pesado que se identificó por primera vez mediante separación química. ( fuente )
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