Díky použití laserů, u kterých je doba mezi vysíláním jednotlivých impulsů 70 fotosekund (kvadriliontiny vteřiny), mohli fyzici detailně pozorovat chování atomů při jejich vzájemné srážce. Několik desítek let starou teorii o chování atomů potvrdily experimenty provedené vědci z JILA ( institut spojený s National Institut of Standards and Technology – NIST) a Univerzity Boulder v Coloradu. Atomy, pokud dojde ke srážce s jiným objektem, tak na krátkou dobu ztratí tvar a energii – stejně jako tenisové míče ztrácí krátce tvar a energii při dopadu na tenisovou raketu. (Viz obrázek.) Výsledky experimentů pomohou vědcům při studiu dalších procesů na atomové úrovni, a také k lepšímu pochopení fyzikálních zákonů.
Při atomových kolizích je jejich pohyb, stejně jako v případě tenisových míčků v okamžiku dopadu na raketu, pro lidské oko příliš rychlý. Krátké „záblesky světla“ jej však dovedou rozlišit a zaznamenat.
Vědcům z JILA se podařilo shromáždit data vypovídající o vlastnostech atomů během srážky, ale i před a po ní. Pro zachycení takto krátkého časového úseku trvajícího jen půl pikosekundy (biliontina vteřiny) byl použit laser vysílající jednotlivé „záblesky“ v ještě rychlejším sledu.
Při tomto experimentu bylo asi 10 biliónů atomů draslíku v hustotě plynu napěchováno do titanového kontejneru o rozměru 1 cm2 a zahřáno na 700°C. Tak vysoké teploty a velkého počtu atomů bylo použito pro dosažení maximálního počtu atomových kolizí. Pro zaznamenání srážek vědci využili laser vysílající paprsky ve velmi rychlém sledu.
Energie z prvního laserového impulsu je absorbována atomy a jejich uvedením do stejného stavu a emitováním elektromagnetických vln. Druhý laserový impuls potom rychle narazí do atomů a detektor zachytí signální svazek paprsků vytvořený interakcí záření.
Světlo z druhého impulsu je absorbováno a re-emitováno atomy, které se chovají synchronně, ale ne atomy, u kterých v důsledku srážky došlo ke ztrátě energie. Intenzita signálního paprsku, měřená jako funkce zpoždění mezi dvěma impulsy, zaznamenává „momentky“ o tom, ke kolika srážkám došlo mezi atomy v jednom časovém úseku, stejně jako i detaily o změnách ve vyzařování.
Výzkum byl částečně hrazen Národní vědeckou nadací (National Science Foundation).
