I fisici del National Institute of Standards and Technology e dell'Università del Colorado hanno creato una metasuperficie
Pinzette ottiche tradizionali, per la creazioneche hanno ricevuto il Premio Nobel nel 2018, sono ingombranti lenti di dimensioni centimetriche e complessi sistemi ottici. Nel loro lavoro, pubblicato sulla rivista PRX Quantum, i ricercatori hanno utilizzato una lastra di vetro quadrata lunga circa 4 mm. Gli scienziati hanno applicato sulla sua superficie milioni di minuscole colonne alte diverse centinaia di nanometri.
Schema del dispositivo. Immagine: Sean Kelley/NIST
Una tale metasuperficie ottica si concentraluce laser per intrappolare, manipolare e visualizzare i singoli atomi. A differenza delle pinzette ottiche convenzionali, il dispositivo può funzionare nel vuoto contenente una nuvola di atomi intrappolati.
Luce incidente, di forma particolarmente semplice,nota come un'onda piana colpisce gruppi di minuscoli nanopillari, spiegano gli scienziati. Gruppi di nanopillari trasformano le onde piane in una serie di piccole onde - wavelet, ognuna delle quali è leggermente fuori sincronia con la successiva. Di conseguenza, le wavelet vicine raggiungono il loro picco in tempi leggermente diversi. Queste wavelet si combinano o "interferiscono" tra loro e concentrano tutta la loro energia in una posizione specifica: la posizione dell'atomo da catturare.
Dispositivo Nanopillar. Immagine: T.-W. Hsu et al., PRX Quantum
A seconda dell'angolo con cui l'ingressole onde luminose piane sono incidenti sui nanopillari, le wavelet sono focalizzate in luoghi diversi, il che consente al sistema ottico di catturare un numero di singoli atomi situati in luoghi leggermente diversi l'uno dall'altro. Nel loro lavoro, gli scienziati hanno utilizzato una metasuperficie per catturare nove singoli atomi di rubidio. Gli autori notano che un sistema su larga scala sarà in grado di contenere centinaia di singoli atomi.
La lente sviluppata durante l'esperimentoha tenuto gli atomi in posizione per circa 10 secondi. Questo è sufficiente per studiare le proprietà quantomeccaniche delle particelle e usarle per memorizzare informazioni quantistiche.
Leggi di più:
Gli scienziati hanno filmato una strana creatura con tentacoli, che hanno scambiato per un fiore
Sulla luna, hanno trovato un luogo in cui la temperatura è sempre confortevole per l'uomo
È apparsa l'IA che monitora i processi e propone nuove leggi della fisica