Fysiker från National Institute of Standards and Technology och University of Colorado har skapat en metayta,
Traditionell optisk pincett, för att skapasom belönades med Nobelpriset 2018, är skrymmande centimeterstora linser och komplexa optiska system. I sitt arbete, publicerat i tidskriften PRX Quantum, använde forskarna en fyrkantig glasplatta som var cirka 4 mm lång. Forskare har applicerat miljontals små kolonner flera hundra nanometer höga på dess yta.
Schema för enheten. Bild: Sean Kelley/NIST
En sådan optisk metayta fokuserarlaserljus för att fånga, manipulera och visa enskilda atomer. Till skillnad från en konventionell optisk pincett kan enheten arbeta i ett vakuum som innehåller ett moln av fångade atomer.
Infallande ljus, med en särskilt enkel form,känd som en plan våg träffar grupper av små nanopelare, förklarar forskarna. Grupper av nanopelare förvandlar plana vågor till en serie små vågor - vågor, som var och en är något osynkroniserad med nästa. Som ett resultat når närliggande vågor sin topp vid något olika tidpunkter. Dessa vågor kombinerar eller "stör" med varandra och fokuserar all sin energi på en specifik plats - platsen för atomen som ska fångas.
Nanopelare enhet. Bild: T.-W. Hsu et al., PRX Quantum
Beroende på i vilken vinkel den inkommandePlana ljusvågor infaller på nanopelare, vågor fokuseras på olika ställen, vilket gör att det optiska systemet kan fånga ett antal individuella atomer som ligger på lite olika platser från varandra. I sitt arbete använde forskarna en metayta för att fånga nio individuella rubidiumatomer. Författarna noterar att ett uppskalat system kommer att kunna hålla hundratals individuella atomer.
Den utvecklade linsen under experimentethöll atomerna på plats i cirka 10 sekunder. Detta är tillräckligt för att studera de kvantmekaniska egenskaperna hos partiklar och använda dem för att lagra kvantinformation.
Läs mer:
Forskare filmade en märklig varelse med tentakler, som de antog för en blomma
På månen hittade de en plats där temperaturen alltid är behaglig för människor
AI har dykt upp som övervakar processer och föreslår nya fysiklagar