Атомный бейсбол

И. Иванов
(«ХиЖ», 2023, №5)

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
29.09.2023
Двадцать пять кг кожной пыли
Каждую минуту взрослый человек теряет около 50 000 чешуек кожи. Так что наша верхняя кожа ...
27.09.2023
Подведены итоги Всероссийского научного конкурса «Наука будущего»
В Орле завершили работу VIII Всероссийский молодежный научный форум «Наука будущего — наук...
25.09.2023
Как города борются с жарой
Можно ли бороться с жарой? Наука уверенно отвечает на этот вопрос — да. Давайте посмотрим, как ...
22.09.2023
Памятник мухе
Самое массовое лабораторное животное, на котором поставлены миллионы экспериментов, это плодовая муш...