Lasers zijn iets bijzonders in de natuurkunde. Het licht in een laser heeft maar één golflengte. Alle deeltjes gedragen zich hetzelfde en de lichtbundel die uit de laser komt heeft één richting. Dit geeft de laser zijn karakteristieke straal.
Nu zijn Nederlandse natuurkundigen erin geslaagd een straal materiegolven te maken die zich net zo gedraagt als licht in een gewone laser – een atoomlaser.
Natuurkundigen proberen al jaren atomen zich als één golf te laten gedragen. In principe is dat enkele jaren geleden ook gelukt – maar tot dusver altijd maar heel kort per keer.
De grote doorbraak van de Nederlandse natuurkundigen is dat ze een manier hebben gevonden om atomen constant als één geheel te laten bewegen.
Atomen worden gekoeld
Zoals licht in golven beweegt, zo kunnen we volgens de kwantummechanica ook atomen als golven beschouwen.
Dus waar een gewone laser coherente golven van lichtdeeltjes uitzendt, zendt een atoomlaser coherente golven van een bepaald type deeltjes uit.
De basis van de atoomlaser is het zogeheten Bose-Einsteincondensaat (BEC), een aggregatietoestand waarin een groep subatomaire deeltjes (bosonen) kan verkeren. In die toestand kun je niet meer spreken van een gas, vloeistof of vaste stof.
Het bijzondere van het BEC is dat wanneer de atomen worden afgekoeld tot rond het absolute nulpunt, -273,15 °C, er materiegolven ontstaan.
In die situatie is het mogelijk om de atomen zich als een eenheid te laten gedragen. Bij hogere temperaturen gaan de atomen in allerlei verschillende richtingen.