Atom interferometreleri 30 yıldır var, ancak Folman ve ekibinin yapmak istediğini hiçbiri gerçekleştiremedi. Bunun üzerine Quantum Galileo Interferometer (QGI) adını verdikleri yeni bir cihaz inşa ettiler.
Çip altındaki atomlar
QGI oldukça küçük ve mikrodalga ile manyetik darbelerle çalışıyor. Cihaz yaklaşık 20.000 rubidyum atomunu Bose-Einstein yoğuşması halinde kullanıyor. Atomlar, onların yaklaşık 113 mikrometre üzerinde ters asılı duran bir çip üzerindeki mikroskobik tellerdeki akımlarla tutuluyor. Bir mikrodalga darbesi her atomu iki durumun süperpozisyonuna sokuyor; bir durum manyetik kuvvetleri hissediyor, diğeri ise onlara karşı kör kalıyor. Ardından gelen manyetik darbe topun rolünü üstleniyor ve manyetik olarak duyarlı atomları yukarı fırlatıyor.
Bu işlem, durumların süperpozisyonunu yörüngelerin süperpozisyonuna dönüştürüyor.
Hemen ardından ikinci bir mikrodalga darbesi atomu ters duruma çeviriyor. Böylece yukarı doğru uçan süperpozisyon manyetik olarak kör hale geliyor ve başka hiçbir kuvvetin etkisi olmadan yer çekimiyle düşmeye başlıyor. Aynı anda hareketsiz ikizi manyetizmaya duyarlı hale geliyor, ancak alan öyle ayarlanmış ki yukarı yönlü kuvvet atomun ağırlığını tam olarak dengeliyor ve atomun Dünya'ya göre hareketsiz süzülmesini sağlıyor.
Yörüngelerden biri geri düşerken ikinci bir manyetik darbe paraşüt görevi görüyor ve hızını başlangıç noktasına döndüğü anda yok ediyor. Folman'ın deneyinde iki yörünge en uzak olduklarında yaklaşık 7,5 mikrometre aralıklıydı ve en uzun uçuş iki binde bir saniye sürdü.
Her çalışmanın sonunda interferometrenin iki çıkışından birine ulaşan atomlar, düşen yol boyunca biriken faza göre ayrıştırıldı. Araştırmacılar düşüşü uzattıkça bu faz arttı; bu davranış teoriyle uyumluydu.
“Birisi serbest düşüşteyken ağırlığını hissetmez. Ağırlığı yoktur. Bunu çok hızlı aşağı giden bir asansörde biraz hissediyoruz,” diyor Folman. Kuantum dünyasında, atomun bakış açısından düşen yol yer çekimi ya da başka bir kuvvet yaşamıyor ve dalgası ekstra bir faz toplamamalı. Aynı zamanda laboratuvar bakış açısından yer çekimi aynı düşen fazı aşağı çekiyor, dolayısıyla dalgası teorinin öngördüğü belirli miktarda faz toplamalı. Bu faz farkı veride görüldü.
