用於創建雷射的實驗裝置，具有藝術效果的藍色原子落入 BEC 並變成光束。圖片來源：阿姆斯特丹大學/Scixel
雷射的工作原理是設備能夠透過刺激特定波長的電磁輻射的發射來產生相干光波。量子力學告訴我們，宇宙的基本真理是：波是粒子，粒子是波。從理論上講，製造物質雷射當然是可能的，但實際上卻很困難。到目前為止。
據報道自然阿姆斯特丹大學的研究人員成功地利用處於所謂第五種物質態（玻色-愛因斯坦凝聚態或 BEC）的鍶原子來製造連續物質雷射。要將粒子放入 BEC 中，必須將它們冷卻到幾乎絕對零度。雖然做到這一點非常困難，但你會得到一些非常非凡的回報，凝聚態的行為就像一個相干波。
困難其實是由於光造成的。光被用來冷卻原子系統，透過巧妙地使光粒子（光子）從原子系統上反彈來帶走它們所擁有的一些能量。但考慮到 BEC 狀態的脆弱性，這種反彈也會擾亂 BEC。
「在先前的實驗中，原子的逐漸冷卻都是在一個地方完成的。在我們的設置中，我們決定將冷卻步驟分散到空間中，而不是隨著時間的推移：我們讓原子在通過連續的冷卻步驟進行的同時移動，」團隊負責人弗洛里安·施雷克（Florian Schreck）在一份報告中說道。陳述。
「最後，超冷原子到達實驗的核心，在那裡它們可以用來在 BEC 中形成相干物質波。但是當這些原子被使用時，新的原子已經在補充 BEC 的路上。這樣，我們就可以讓這個過程持續下去——基本上是永遠持續下去。
第一個 BEC 誕生於 25 年前，這項突破說起來容易做起來難。團隊花費了多年的時間和艱辛才取得了這項成果。
「早在 2012 年，團隊（當時仍在因斯布魯克）就實現了一種技術，可以保護 BEC 免受雷射冷卻光的影響，首次實現雷射冷卻到相干波所需的簡併態。雖然這是朝著建造連續原子雷射器這一長期挑戰邁出的關鍵的第一步，但很明顯，需要一台專用機器才能更進一步。
「2013 年搬到阿姆斯特丹時，我們懷著信念的飛躍、借來的資金、一間空房間和一個完全由個人資助資助的團隊開始了。六年後，2019 年聖誕節凌晨，這項實驗終於即將發揮作用。我們的想法是添加額外的雷射光束來解決最後一個技術難題，我們拍攝的每張圖像立即都顯示出 BEC，這是第一個連續波 BEC。
雷射是連續的，但光束尚未穩定，這是該團隊的下一步。一旦實現這一點，物質雷射就可以像今天的光雷射一樣應用於各種應用。
