Natuurkundigen van het National Institute of Standards and Technology en de Universiteit van Colorado hebben een metasurface gecreëerd
Traditioneel optisch pincet, voor de creatiedie in 2018 de Nobelprijs kregen, zijn omvangrijke lenzen van centimeters en complexe optische systemen. In hun werk, gepubliceerd in het tijdschrift PRX Quantum, gebruikten de onderzoekers een vierkante glasplaat van ongeveer 4 mm lang. Wetenschappers hebben miljoenen kleine kolommen van enkele honderden nanometers hoog op het oppervlak aangebracht.
Schema van het apparaat. Afbeelding: Sean Kelley/NIST
Zo'n optisch meta-oppervlak focustlaserlicht om individuele atomen te vangen, te manipuleren en weer te geven. In tegenstelling tot conventionele optische pincetten, kan het apparaat werken in een vacuüm dat een wolk van ingesloten atomen bevat.
Invallend licht, met een bijzonder eenvoudige vorm,bekend als een vlakke golf die groepen kleine nanopilaren treft, leggen de wetenschappers uit. Groepen nanopilaren veranderen vlakke golven in een reeks kleine golven - golfjes, die elk enigszins niet synchroon lopen met de volgende. Als gevolg hiervan bereiken naburige golfjes hun piek op enigszins verschillende tijdstippen. Deze golfjes combineren of "interfereren" met elkaar en concentreren al hun energie op een specifieke locatie - de locatie van het te vangen atoom.
Nanopijler apparaat. Afbeelding: T.-W. Hsu et al., PRX Quantum
Afhankelijk van de hoek waaronder de inkomendevlakke lichtgolven vallen op nanopilaren, golfjes worden op verschillende plaatsen gefocusseerd, waardoor het optische systeem een aantal individuele atomen kan vangen die zich op enigszins verschillende plaatsen van elkaar bevinden. In hun werk gebruikten de wetenschappers een meta-oppervlak om negen individuele atomen van rubidium vast te leggen. De auteurs merken op dat een opgeschaald systeem honderden individuele atomen kan bevatten.
De ontwikkelde lens tijdens het experimenthield de atomen ongeveer 10 seconden op hun plaats. Dit is voldoende om de kwantummechanische eigenschappen van deeltjes te bestuderen en ze te gebruiken om kwantuminformatie op te slaan.
Lees verder:
Wetenschappers filmden een vreemd wezen met tentakels, die ze aanzagen voor een bloem
Op de maan hebben ze een plek gevonden waar de temperatuur altijd aangenaam is voor mensen
Er is AI verschenen die processen monitort en nieuwe natuurwetten voorstelt