Fyzici z National Institute of Standards and Technology a University of Colorado vytvořili metapovrch,
Tradiční optická pinzeta pro tvorbukteré byly oceněny Nobelovou cenou v roce 2018, jsou objemné čočky o velikosti centimetrů a složité optické systémy. Ve své práci publikované v časopise PRX Quantum vědci použili čtvercovou skleněnou desku dlouhou asi 4 mm. Vědci na její povrch aplikovali miliony malých sloupců vysokých několik set nanometrů.
Schéma zařízení. Obrázek: Sean Kelley/NIST
Takový optický metapovrch zaostřujelaserové světlo k zachycení, manipulaci a zobrazení jednotlivých atomů. Na rozdíl od běžných optických pinzet může zařízení pracovat ve vakuu obsahujícím oblak zachycených atomů.
Dopadající světlo, které má obzvláště jednoduchý tvar,Vědci vysvětlují, že takzvaná rovinná vlna naráží na skupiny malých nanopilířů. Skupiny nanopilířů mění rovinné vlny na řadu malých vlnek – vlnek, z nichž každá je mírně nesynchronizovaná s další. Výsledkem je, že sousední vlnky dosahují svého vrcholu v mírně odlišných časech. Tyto vlnky se vzájemně kombinují nebo "interferují" a soustředí veškerou svou energii na konkrétní místo - místo atomu, který má být zachycen.
Nanopilární zařízení. Obrázek: T.-W. Hsu a kol., PRX Quantum
V závislosti na úhlu, pod kterým příchozírovinné světelné vlny dopadají na nanopilíře, vlnky jsou zaostřeny na různá místa, což umožňuje optickému systému zachytit řadu jednotlivých atomů umístěných v mírně odlišných místech od sebe. Ve své práci vědci použili metapovrch k zachycení devíti jednotlivých atomů rubidia. Autoři poznamenávají, že zvětšený systém bude schopen pojmout stovky jednotlivých atomů.
Vyvinutá čočka během experimentudržel atomy na místě asi 10 sekund. To stačí ke studiu kvantově mechanických vlastností částic a jejich využití k ukládání kvantové informace.
Přečtěte si více:
Vědci natočili podivného tvora s chapadly, které si spletli s květinou
Na Měsíci našli místo, kde je teplota pro člověka vždy příjemná
Objevila se AI, která sleduje procesy a navrhuje nové fyzikální zákony