Físicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y de la Universidad de Colorado han creado una metasuperficie,
Pinzas ópticas tradicionales, para crearque fueron galardonados con el Premio Nobel en 2018, son lentes voluminosas de tamaño centimétrico y sistemas ópticos complejos. En su trabajo, publicado en la revista PRX Quantum, los investigadores utilizaron una placa de vidrio cuadrada de unos 4 mm de largo. Los científicos han aplicado millones de diminutas columnas de varios cientos de nanómetros de altura a su superficie.
Esquema del dispositivo. Imagen: Sean Kelley/NIST
Tal metasuperficie óptica se enfocaluz láser para atrapar, manipular y mostrar átomos individuales. A diferencia de las pinzas ópticas convencionales, el dispositivo puede funcionar en un vacío que contiene una nube de átomos atrapados.
Luz incidente, que tiene una forma particularmente simple,conocida como onda plana golpea grupos de diminutos nanopilares, explican los científicos. Los grupos de nanopilares convierten las ondas planas en una serie de pequeñas ondas, cada una de las cuales está ligeramente desincronizada con la siguiente. Como resultado, las ondículas vecinas alcanzan su punto máximo en momentos ligeramente diferentes. Estas pequeñas ondas se combinan o "interfieren" entre sí y enfocan toda su energía en una ubicación específica: la ubicación del átomo que se va a capturar.
Dispositivo nanopilar. Imagen: T.-W. Hsu et al., PRX Quantum
Dependiendo del ángulo en el que la entradalas ondas de luz planas inciden en los nanopilares, las ondículas se enfocan en diferentes lugares, lo que permite que el sistema óptico capture una cantidad de átomos individuales ubicados en lugares ligeramente diferentes entre sí. En su trabajo, los científicos utilizaron una metasuperficie para capturar nueve átomos individuales de rubidio. Los autores señalan que un sistema ampliado podrá contener cientos de átomos individuales.
La lente revelada durante el experimento.mantuvo los átomos en su lugar durante unos 10 segundos. Esto es suficiente para estudiar las propiedades mecánicas cuánticas de las partículas y usarlas para almacenar información cuántica.
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