Химический элемент с атомным номером 37, часто используемый в экспериментах с ультрахолодными атомами благодаря своим благоприятным свойствам.Рубидий — это мягкий серебристо-белый щелочной металл с атомным номером 37. В физике его популярность обусловлена двумя свойствами: у его двух стабильных изотопов (85Rb и 87Rb) есть удобные переходы для лазерного охлаждения, а его относительно простая электронная структура делает его идеальным для захвата и манипулирования атомами с помощью света. Атомы рубидия являются рабочей лошадкой экспериментов с ультрахолодными атомами, где облака атомов охлаждаются до температур в несколько микрокельвинов и используются для изучения квантовых явлений, таких как конденсация Бозе-Эйнштейна и квантовое моделирование.
Рубидий был открыт в 1861 году Робертом Бунзеном и Густавом Кирхгофом с помощью спектроскопии. Его использование в ультрахолодных экспериментах началось в 1980-х годах, а первый конденсат Бозе-Эйнштейна был создан из рубидия-87 в 1995 году Эриком Корнеллом, Карлом Виманом и Вольфгангом Кеттерле.
Атомы рубидия охлаждаются с помощью лазерного света, настроенного чуть ниже электронного перехода. Фотоны рассеиваются на атомах, и каждое событие рассеяния уменьшает импульс атома, эффективно создавая силу трения, которая замедляет их. Дальнейшее охлаждение с помощью испарительных методов приводит облако к квантовому вырождению. Внутренние состояния атомов можно точно контролировать с помощью магнитных полей и радиочастотных импульсов, что делает их отличными кубитами или симуляторами систем физики конденсированного состояния.
Рубидиевые атомные часы используются в спутниках GPS и в телекоммуникациях; ультрахолодные облака рубидия используются в квантовых датчиках и исследованиях в области квантовых вычислений.
Сверхтонкий переход в основном состоянии рубидия-87 настолько стабилен, что в некоторых стандартах атомных часов он определяет секунду, хотя цезий-133 является официальным определением в СИ.
