프롬프트 설명

차가운 원자 간섭계 절대 중력계에서 안정적이고 순수하며 제어 가능한 원자 소스는 전체 정밀 측정 실험의 물리적 기초이자 논리적 출발점입니다. 시스템이 의존하는 극저온 원자 앙상블은 무에서 창조되는 것이 아니라 뜨거운 원자 증기를 정밀하게 조작하고 냉각하는 것으로 시작됩니다. 따라서 원자 소스의 주요 임무는 후속 레이저 냉각 및 트래핑 단계의 요구 사항을 충족하는 초기 원자 구름을 제공하는 것입니다. 이 초기 조건은 자기 광 트랩(MOT)에 포획되는 원자 수, 로딩 속도 및 시스템의 장기 안정성에 직접적인 영향을 미쳐 궁극적으로 간섭 신호의 대비와 측정 신호 대 잡음비에 영향을 미칩니다. 가장 전통적이고 간단한 원자 소스 방식은 알칼리 금속(예: 루비듐 또는 세슘)을 포함하는 유리 벌브 또는 금속 챔버를 사용하여 실온 또는 약간의 가열 하에서 금속 자체의 포화 증기압에 의존하여 원자를 제공하는 것입니다. 그러나 이 방법에는 명백한 제한 사항이 있습니다. 원자 플럭스를 빠르고 정확하게 제어하기 어렵고, 고온에서 발생하는 열 복사는 진공 시스템의 열 부하를 증가시키며, 더 중요한 것은 지속적인 고 플럭스 원자 흐름이 초고진공 시스템에 막대한 부하를 가하여 시스템의 궁극적인 진공 개선을 제한하여 냉원자의 수명과 결맞음 시간에 영향을 미칩니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 현대의 고성능 냉원자 중력계는 일반적으로 전기적으로 제어되는 루비듐 디스펜서를 원자 소스로 사용합니다. 디스펜서 또는 "루비듐 소스"는 특수 공정을 사용하여 캡슐화된 소형화된 전기 제어식 고체 루비듐 방출 장치입니다. 그 핵심은 루비듐-크롬 합금 또는 금속 루비듐으로 채워진 금속 튜브(일반적으로 니켈 합금 또는 스테인리스 스틸로 제작)입니다. 튜브 내부의 충전재는 분말 야금으로 만들어지고 끝은 전극으로 밀봉됩니다. 작동 원리는 줄 열 효과 하에서 제어된 승화에 기반합니다. 정밀하게 제어된 전류(일반적으로 수 암페어)가 디스펜서 양쪽 끝의 전극에 가해지면 전류는 적절한 저항과 내부 충전재가 있는 금속 튜브를 통해 흐르면서 줄 열을 발생시킵니다. 온도가 루비듐의 승화점(금속 루비듐의 승화 온도는 약 300°C 이상)으로 상승하면 고체 루비듐 원자는 충분한 에너지를 얻어 직접 기체 상태로 변환되어 튜브 벽의 미세 구멍 또는 특수 설계된 개구부를 통해 원자 증기 형태로 주변 진공 챔버로 방출됩니다(일부 설계에서는 개방형 금속 스트립을 사용). 디스펜서의 설계는 정밀한 엔지니어링 고려 사항을 구현합니다. 첫째, 전류와 온도 간의 관계가 엄격하게 보정되어 실험자가 구동 전류의 크기와 펄스 폭을 조정하여 원자 방출 플럭스를 디지털 방식으로 즉각적으로 제어할 수 있습니다. 자기 광 트랩의 로딩 단계 동안 더 큰 전류 펄스를 적용하여 더 높은 원자 플럭스를 빠르게 생성하여 MOT의 초기 포획 프로세스를 가속화할 수 있습니다. 충분한 수의 원자가 포획되면 디스펜서의 전류를 즉시 줄이거나 완전히 끌 수 있으며 원자 방출도 그에 따라 중단됩니다. 이 "온디맨드" 모드에는 두 가지 핵심 장점이 있습니다. 첫째, 시스템의 궁극적인 진공에 대한 손상을 크게 줄입니다. 간섭 측정 단계 동안에는 뜨거운 원자가 진공 챔버에 거의 주입되지 않으며 배경 압력을 매우 낮은 수준(일반적으로 10-8 Pa 미만이어야 함)으로 유지할 수 있으므로 잔류 가스 분자가 결맞음 낙하 원자에 미치는 충돌 교란을 최소화하여 긴