مبتعثة سعودية تبتكر تقنية لتبريد الذرات

تمكنت الطالبة السعودية سمية مدخلي من جامعة نوتنجهام البريطانية، وزملاؤها من بناء معدات مدمجة، لتقنيات الكم ، ووفقا للورقية البحثية التي نشرها موقع physics.aps.org، فإن الفريق الذي تقوده طالبة الدكتوراه السعودية، نقل عالم ميكانيكا الكم لتبريد الذرات نقلة نوعية، بعدما كانت الأجهزة تكلف الملايين، أصبحت تكلف آلافا معدودة، وطورت جهازا كاملا لتثبيت الذرة وتبريدها، بما فيه طباعة ثلاثية الأبعاد للغرفة المفرغة ، وفقاً لـ “الوطن”.

ومن الناحية المثالية، ستكون هذه الأجهزة صغيرة وخفيفة الوزن وقوية، بحيث يمكن استخدامها في أي مكان وفي أي وقت – على عكس الأنظمة الحالية القائمة على المختبرات، والتي لا يمكن حملها. وأظهر الفريق مؤخرا غرفة مفرغة مطبوعة ثلاثية الأبعاد، أخف بنسبة 70% من غرفة الفراغ القياسية، وهو أمر يقولون إنه يمكن أن يساعد في تقليل حجم ووزن الأنظمة، التي تستخدم مثل هذه الغرف. الآن استخدموا الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد لإظهار فخ مغناطيسي بصري مدمج – وهو عبارة عن نقطة البداية للعديد من تقنيات الكم، بالإضافة إلى تجارب الذرة الباردة.

وفيزيائيا يشمل تصميم الفريق الأجزاء المطبوعة التي تزن 3.2 كجم وتحتل مساحة من 0. 15م3، جزء صغير من ∼3م3 مطلوب عادة لمثل هذا النظام. ولإثبات إعدادها، استخدمها الفريق لحصر وتبريد سحابة من ذرات الروبيديوم، التي تستخدم عادة في تجارب الذرة الباردة. وتظهر أنها يمكن أن تنتج سحابة من 2×108 من هذه الذرات، حول نفس العدد الموجود في السحب باستخدام التقليدية، ومكونات أثقل.

تقول مدخلي في الورقة البحثية إن مكوناتها المطبوعة ثلاثية الأبعاد «التوصيل والتشغيل» يمكن استخدامها في أنظمة بصرية أو فراغية أخرى ضرورية لتقنيات الكم. ولكن في الوقت الراهن، كما تقول، يخططون لتحسين تصاميمهم فيما يعرف بـ «الفخ المغناطيسي البصري» حتى يتمكنوا من خلق السحب الباردة للذرات مع أعداد أعلى من المعتاد من الذرات. والغرض من هذا الهدف هو الوصول إلى نظام تصبح فيه آثار الجاذبية الكمية قابلة للكشف.