Фізики з Національного інституту стандартів і технології та Університету Колорадо створили метаповерхню,
Традиційні оптичні пінцети, за створенняяких у 2018 році було вручено Нобелівську премію, являють собою громіздкі лінзи сантиметрового розміру та складні оптичні системи. У своїй роботі, опублікованій у журналі PRX Quantum, дослідники використовували квадратну скляну пластину завдовжки близько 4 мм. Вчені нанесли на її поверхню мільйони крихітних стовпчиків заввишки кілька сотень нанометрів.
Схема роботи устрою. Зображення: Sean Kelley/NIST
Така оптична метаповерхня фокусуєлазерне світло, щоб уловлювати, маніпулювати та відображати окремі атоми. На відміну від звичайних оптичних пінцетів пристрій може працювати у вакуумі, в якому знаходиться хмара захоплених атомів.
Падаюче світло, що має особливо просту форму,відому як плоска хвиля, що вражає групи крихітних наностолбиков, пояснюють вчені. Групи наностовпів перетворюють плоскі хвилі на серію маленьких хвиль — вейвлетів, кожна з яких трохи розсинхронізована із сусідньою. В результаті сусідні вейвлети досягають свого піку в кілька часів. Ці вейвлети комбінуються або «заважають» один одному і фокусують усю свою енергію в певному місці — розташування атома, який має бути захоплений.
Влаштування наностовпів. Зображення: T.-W. Hsu et al., PRX Quantum
Залежно від кута, під яким входятьплоскі світлові хвилі падають на наностовби, вейвлети фокусуються в різних місцях, що дозволяє оптичній системі захоплювати ряд окремих атомів, що знаходяться в різних місцях один від одного. У своїй роботі вчені використовували метаповерхню, щоб захопити дев'ять окремих атомів рубідії. Автори зазначають, що масштабована система зможе утримувати сотні окремих атомів.
Розроблена лінза в процесі експериментуутримувала атоми дома близько 10 секунд. Цього достатньо для вивчення квантово-механічних властивостей частинок та використання їх для зберігання квантової інформації.
Читати далі:
Вчені зняли на відео дивну істоту зі щупальцями, яку прийняли за квітку
На Місяці знайшли місце, де завжди зберігається комфортна для людини температура
З'явився ІІ, який спостерігає за процесами та пропонує нові закони фізики