A National Institute of Standards and Technology és a Colorado Egyetem fizikusai metafelületet hoztak létre
Hagyományos optikai csipesz, az alkotáshozamelyeket 2018-ban Nobel-díjjal tüntettek ki, terjedelmes, centiméter méretű lencsék és összetett optikai rendszerek. A PRX Quantum folyóiratban megjelent munkájuk során a kutatók egy körülbelül 4 mm hosszú négyzet alakú üveglapot használtak. A tudósok több millió apró, több száz nanométer magas oszlopot helyeztek a felületére.
A készülék vázlata. Kép: Sean Kelley/NIST
Egy ilyen optikai metafelület fókuszállézerfény az egyes atomok befogására, manipulálására és megjelenítésére. A hagyományos optikai csipeszektől eltérően az eszköz vákuumban is működhet, amely csapdába esett atomfelhőt tartalmaz.
Beeső fény, különösen egyszerű formájú,síkhullámként ismert apró nanopillérek csoportjaiba ütközik – magyarázzák a tudósok. A nanopillérek csoportjai a síkhullámokat kis hullámok sorozatává változtatják, amelyek mindegyike kissé nincs szinkronban a következővel. Ennek eredményeként a szomszédos hullámok kissé eltérő időpontokban érik el csúcsukat. Ezek a hullámok egyesülnek vagy „zavarják” egymást, és minden energiájukat egy meghatározott helyre – a befogni kívánt atom helyére – összpontosítják.
Nanopillar készülék. Kép: T.-W. Hsu és munkatársai, PRX Quantum
Attól függően, hogy milyen szögben érkezik a bejövősík fényhullámok esnek a nanopillérekre, a hullámok különböző helyekre fókuszálnak, ami lehetővé teszi az optikai rendszer számára, hogy számos, egymástól kissé eltérő helyen elhelyezkedő atomot rögzítsen. Munkájuk során a tudósok egy metafelületet használtak kilenc egyedi rubídiumatom megragadására. A szerzők megjegyzik, hogy egy felnagyított rendszer képes lesz több száz egyedi atom befogadására.
A kísérlet során kifejlesztett lencsekörülbelül 10 másodpercig a helyükön tartotta az atomokat. Ez elegendő a részecskék kvantummechanikai tulajdonságainak tanulmányozására és kvantuminformációk tárolására.
Olvass tovább:
A tudósok egy furcsa lényt filmeztek le csápokkal, amelyeket virágnak tévesztettek
A Holdon olyan helyet találtak, ahol a hőmérséklet mindig kellemes az ember számára
Megjelent a mesterséges intelligencia, amely figyeli a folyamatokat, és új fizikatörvényeket javasol