Šviesos kūrimas iš jonų gaudyklių

Manipuliavimas pavieniais atomais ir jonais naudojant šviesos ir elektrinius laukus yra vienas iš šiuolaikinio mokslo bruožų. Šios priemonės suteikė mokslininkams galimybę žaisti su mūsų pasaulio statybiniais blokais taip, kaip ankstesnės kartos galėjo tik pasvajoti. Ir daugybė pagrindinių šios technologijos laimėjimų: viskas nuo Bose Einstein kondensatų iki kvantinių skaičiavimų.

Tačiau keista, kad jonų ir atomų gaudymas priklauso nuo skirtingų technologijų. Nuo 1980 m. pavieniai jonai buvo įstrigę radijo dažnių elektriniuose laukuose. Šie laukai veikia joną, kuris yra pakankamai galingas, kad įveiktų neišvengiamus klaidžiojančius elektrinius laukus, kurie kitu atveju galėtų paveikti joną.

Kita vertus, mokslininkai pasikliauja optiniais spąstais, kad patrauktų atomus. Pirmasis vienintelis atomas tokiu būdu buvo įstrigęs tik 1999 m.

Tačiau nepaisant šių skirtumų, abiejų šių metodų gaudymo mechanizmas yra gana panašus. RF gaudyklėje elektromagnetinis laukas veikia jono dipolio momentą, generuodamas jėgą, kuri jį išlaiko. Optiniuose spąstuose uždarymas atsiranda dėl optinio dipolio jėgos. Tai yra šiek tiek silpnesnė nei RF spąstuose esančios jėgos. Fizikai niekada nesivargino su optiniu jonų gaudymu, nes baiminasi, kad koks nors nuklydęs elektrinis laukas išmuš jonus.

Tačiau dabar jie gali numalšinti šią baimę, sako Tobiasas Schaetzas ir bičiuliai Maxo Plancko kvantinės optikos institute Vokietijoje. Priežastis ta, kad šie vaikinai tai padarė: vieną magnio joną įstrigo optinėje gaudyklėje milisekundėms. Be to, jų eksperimentas yra tik principo įrodymas: reikšmingus technikos ir gaudymo spąstų patobulinimus turėtų būti gana paprasta pasiekti.

Galimybė sugauti jonus optiniais laukais atveria nemažai naujų horizontų. Optiniai spąstai gali būti sudėtingesni ir lengviau bei smulkiau valdomi nei RF gaudyklės. Jie turėtų duoti fizikams geresnį triukų maišą, kad jie galėtų žaisti ant jonų. Šie spąstai galėtų būti naudojami kuriant geresnius jonų pagrindu veikiančius kvantinius kompiuterius ir kvantinius simuliatorius. Jie taip pat gali leisti fizikai sukurti ir išsamiau ištirti 3D joninių kristalų savybes.

Ir po daugelio metų manipuliavimo atomais ir jonais atskirai, fizikai pastebės, kad dabar gali žaisti su abiem vienu metu optiniuose spąstuose. Tai turėtų leisti mokslininkams išsamiau nei bet kada anksčiau ištirti atomų ir jonų sąveiką.

Apskritai, šaunūs dalykai!

Nuoroda: arxiv.org/abs/1001.2953 : Optinis jonų gaudymas

paslėpti