Атомный бейсбол

И. Иванов

Ученые давно научились захватывать мельчайшие частички вещества с помощью света. Оптические ловушки, они же оптические пинцеты, — хорошо известные технологии удержания отдельных атомов фокусированным лазерным пучком. С его помощью можно даже переместить выбранный атом в нужное место. Методы эти постоянно развиваются. Недавно появилась новая работа, посвященная им. Под руководством доктора Евука Ана (Jaewook Ahn) ее выполнили физики из Корейского института передовых технологий в Таджоне.

С помощью пинцета ученым впервые удалось кинуть и поймать одиночный атом. Охлажденные почти до абсолютного нуля атомы рубидия летали со скоростью в десятки сантиметров в секунду на микронные расстояния, на порядки превышающие их собственные размеры. Оптические ловушки физики создавали с помощью инфракрасного лазера. Для броска ловушку ускоряли, а затем выключали лазер. Освобожденный атом продолжал движение и попадал в другую ловушку, включенную в нужный момент. Сначала она замедляла атом, а затем останавливала его.

Авторы проверили возможности нового метода в нескольких экспериментах. Интересно, что брошенный атом может свободно пролетать через неподвижную ловушку с захваченными атомами, не взаимодействуя с ними. Экспериментаторам удалось даже выстраивать атомы в ряды. Опыты показали, что успех достигается в 94 случаях из 100.

Исследование было частью большого проекта, посвященного квантовым эффектам. Все эксперименты имели целью отработать технологии динамических квантовых компьютеров. Элементарные вычисления в них осуществляют так называемые кубиты (квантовые биты), которые могут одномоментно принимать целый набор состояний.Создать кубит можно из захваченного в ловушку атома. Авторы надеются, что их метод позволит свободно манипулировать кубитами, что он даст возможность выстраивать атомы в ряды, добавлять их, восстанавливать и создавать новые кубиты.

Управляемый полет также позволит изучать столкновения отдельных атомов. Он пригодится и для выяснения механизмов химических рекаций. Сейчас физики трудятся над достижением стопроцентной точности перемещения. Статья оубликована в журнале Optica.

Разные разности
Камни боли
Недавно в МГУ разработали оптическую методику, позволяющую определить состав камней в живой почке пациента. Это важно для литотрипсии — процедуры, при которой камни дробятся с помощью лазерного инфракрасного излучения непосредственно в почках.
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...