Самая маленькая игра в мяч — бросок и поимка единственного атома при помощи света

Бросок атома

Во многих играх с мячом используется бросок мяча каким-нибудь из способов и поимка этого мяча, к примеру, в бейсбольную перчатку-ловушку. И ученые из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) продемонстрировали еще один вид игры в мяч, только в качестве мяча в данном случае использовался единственный атом, а бросок и ловля этого атома-мяча производилась при помощи света.

Эта самая маленькая в мире игра в мяч была реализована при помощи оптических ловушек, в которых используется луч сфокусированного лазерного света, позволяющий захватывать и удерживать крошечные объекты. Ранее оптические ловушки уже использовались для улавливания и перемещения отдельных атомов, и данный случай является первыми разом, когда атом получил направленный толчок, покинул пределы одной ловушки и был пойман другой ловушкой.

В своих экспериментах корейские ученые использовали атом рубидия, охлажденный до температуры, близкой к абсолютному нулю. Затем, при помощи лазера с длиной волны 800 нм были созданы оптические ловушки, в одной из которых был заключен атом рубидия. Далее ловушка начала перемещаться, разгоняя атом и была отключена. Атом преодолел расстояние 4.2 микрометра, двигаясь со скоростью 65 сантиметров в секунду, и попал точно во вторую ловушку, которая была включена в нужный момент и начала замедляться до полной остановки атома.

«Такие летающие атомы-мячи могут стать основой новых типов динамических квантовых вычислений, когда конфигурация вычислительной системы, основанная на местоположении каждого атома-кубита, может меняться в свободном порядке» — пишут исследователи, — «Это также может быть использовано для создания столкновений атомов и создания молекул сложных химических соединений атом за атомом».

Данные исследования являются частью более масштабного проекта в области квантовых вычислений, в котором используются оптические ловушки, позволяющие строить трех- и двухмерные матрицы из атомов. «Мы очень часто сталкиваемся с ошибками при создании матриц» — пишут исследователи, — «И мы искали эффективный способ коррекции дефективной матрицы без необходимости перемещения большого количества атомов, что может приводить к возникновению еще большего количества дефектов».

В качестве проверки нового метода манипулирования атомами и демонстрации его возможностей ученые, помимо «бросков и ловли» атомов, показали, что атомы могут перебрасываться через другую постоянно включенную оптическую ловушку, они не затрагиваются другими атомами, встречающимися им по пути. Так же было продемонстрировано создание матриц атомов и коррекция имеющихся в них дефектов.

Пока точность работы данного метода, т.е. успешный бросок и улавливание атома, составляет 94 процента. Но корейские ученые уже работают над совершенствованием этой технологии с целью получения 100-процентной точности ее работы.

Ключевые слова:
Атом, Бросок, Улавливание, Оптическая, Ловушка, Матрица, Дефект, Коррекция, Квантовые, Вычисления

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Разработана технология, которая позволит создать большие и высококачественные голографические дисплеи
  • Игры в мяч 21-го века: мяч Sphero, управляемый с помощью смартфона.
  • Создан силовой луч, способный захватывать и удерживать атомы для их дальнейшего использования в квантовых технологиях
  • Низкочастотные магнитные поля позволят отследить положение и траекторию движения футбольного мяча с высокой точностью
  • Ученые сделали единственный атом видимым для невооруженного человеческого глаза
  • Share Button

    Материалы по теме:

    В «супе» кварково-глюонной плазмы, созданной в Большом Адронном Коллайдере, впервые были обнаружены экзотические X-частицы
    В течение нескольких первых миллионных долей секунды после момента Большого Взрыва вновь образовавшаяся Вселенная была заполнена высоктемпературной, в триллионы градусов, кипящей кварково-глюоонной плазмой. В ...
    Ученые-физики провели охоту за «сжатыми» протонами
    Протоны - это субатомные частицы, которые находятся в ядре каждого атома во Вселенной. Однако, при некоторых условиях протоны могут сжаться до меньшего размера, выскользнуть ...
    Создан сверхпроводящий магнит для ускорителей частиц следующего поколения с рекордной скоростью нарастания поля
    Различные виды электромагнитов играют одну из самых ключевых ролей в области современной физики. Создаваемые ими магнитные поля удерживают плазму в камерах экспериментальных термоядерных реакторов, ...
    Впервые квантовые флуктуации были измерены при помощи подвижного 40-килограммового зеркала
    Современная физика разделена на две области - на область классической физики, которая описывает работу больших объектов и систем в масштабе, который мы каждый день ...
    Создан экстраординарный материал, имеющий нулевое тепловое расширение в диапазоне от 4 до 1400 K
    Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW), Австралия, обнаружили то, что можно назвать самым термостабильным материалом в мире на ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика