นักฟิสิกส์ "เล่น" เบสบอล: อะตอมแต่ละอะตอมถูกโยนด้วยแสง

นักฟิสิกส์จากญี่ปุ่นและเกาหลีใต้รายงานว่า "ผ่าน" อะตอมของรูบิเดียมที่ถูกทำให้เย็นลงได้สำเร็จในระยะทาง 4.2

µm ที่ความเร็วสูงถึง 65 ซม./วินาทีอะตอมที่บินอย่างอิสระเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งโดยไม่มีกับดักแสงหรือโต้ตอบกับมัน เทคโนโลยีนี้จะเป็นประโยชน์ในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมและศึกษาการชนกันของอะตอมแต่ละอะตอม

ในการสร้างอะตอมที่บินอย่างอิสระนักวิจัยได้ทำให้อะตอมของรูบิเดียมเย็นลงจนเกือบ 0 K (ใกล้อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์) และจับพวกมันไว้ในกับดักแสงโดยใช้เลเซอร์ 800 นาโนเมตร กับดักดังกล่าวจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง เคลื่อนอะตอมไปในทิศทางที่กำหนด หลังจากปิดเลเซอร์แล้ว อะตอมจะเคลื่อนที่ด้วยตัวมันเองจนกว่าจะถูกจับโดยกับดักแสงอีกอันหนึ่ง

นักวิจัยได้ทดสอบเทคโนโลยีในชุดของการทดลอง นอกจากการขว้างและดักจับอะตอมแล้ว พวกเขายังแสดงให้เห็นว่า "ลูกบอล" เล็กๆ สามารถถูกโยนผ่านกับดักแสงอีกอันที่อยู่นิ่งๆ ได้โดยไม่ได้รับผลกระทบจากอะตอมอื่นระหว่างทาง นักฟิสิกส์สามารถสร้างอะตอมที่บินอย่างอิสระได้ประมาณ 94% ของเวลาทั้งหมด

การศึกษานี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่มุ่งในการพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ ภารกิจหลักที่นักวิทยาศาสตร์กำลังแก้ไขคือการใช้กับดักแสงเพื่อจัดระเบียบอะตอมให้เป็นอาร์เรย์ที่กำหนด

อะตอมที่บินได้ดังกล่าวสามารถให้รูปแบบใหม่ได้การคำนวณควอนตัมแบบไดนามิกช่วยให้คุณเปลี่ยนการจัดเรียงสัมพัทธ์ของ qubits ได้อย่างอิสระมากขึ้น - ควอนตัมที่เทียบเท่ากับบิตไบนารี นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการชนกันของอะตอมแต่ละอะตอม ซึ่งเป็นการเปิดสาขาใหม่ของเคมีอะตอมทีละอะตอม

Jaeuk Ahn ผู้ร่วมวิจัยที่ Korea Advanced Institute of Science and Technology

อ่านเพิ่มเติม:

ชื่อวิตามินที่ป้องกันสมองจากโรคสมองเสื่อม

น. ชื่อโรคนอนไม่หลับชนิดหนึ่งที่ช่วยลดความเสี่ยงของโรคสมองเสื่อม. แต่ทำไมไม่ทราบ

ปรากฎว่าผู้ชายคนไหนมีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุด: สเปิร์มของพวกเขาดีกว่าที่เหลือ 50%

บนปก: ภาพประกอบเชิงศิลปะของอะตอมที่ถูกโยนจากกับดักแสงอันหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่ง ภาพ: Jaewook Ahn, Korea Advanced Institute of Science and Technology