Инфракрасная ловушка для атомов
Исследователи из Университета Аделаиды создали специальный луч – энергетическую ловушку для атомов. Вместо того, чтобы затягивать космические корабли в космическую станцию как в фильме «Звездные войны», этот тяговый луч втягивает атомы в микроскопическое отверстие в центре специального оптического волокна.
Новое достижение открывает путь для квантовых экспериментов, которые могут привести к новым безопасным коммуникациям или передовым технологиям зондирования.
В работе, опубликованной в журнале Physical Review Applied, исследователи из Института фотоники и расширенного зондирования (IPAS) говорят, что это впервые, когда ученые смогли продемонстрировать высокоэффективную «волноводную ловушку».
«Хотя тяговые лучи в фильмах зеленые или синие, в нашем случае ловушка сделана из невидимого инфракрасного света. Луч захватывает атомы, которые плавают в специальной камере, находясь практически в вакууме», говорят исследователи.
«Каждый атом, который попадает в тяговый луч, втягивается в волокно. И как только он всасывается внутрь оптического волокна, атомы могут удерживаться там в течение длительных периодов времени. Наши эксперименты показывают, что мы можем очень точно контролировать свет для получения подходящих условий для управления атомами»
Ведущий исследователь Филип Лайт говорит: «что действительно интересно, так это то, что теперь у нас есть возможность проводить квантовые эксперименты на этих захваченных атомах. Наши первые эксперименты предполагают использование таких хранимых атомов в качестве элементов квантовой памяти. Мы надеемся, что в конечном итоге наша работа может стать частью абсолютно безопасного канала связи, представляющего очевидный высокий интерес для промышленности.»
В настоящее время исследователи переходят к следующему этапу, на котором луч формируется из полого конуса света, а не из сплошного луча света. В этой новой конфигурации атомы будут удерживаться в центре светового конуса, где совершенно темно.
«Это чрезвычайно интересная идея — мы можем передвигать и манипулировать атомами, но также способны защищать атомы от разрушительного эффекта интенсивного света», — говорят ученые. Исследователи по существу создают квантовую воронку, которая позволяет им захватывать и удерживать атомы, не нарушая их тонкое квантовое состояние.
A.P. Hilton et al. High-efficiency cold-atom transport into a waveguide trap, Physical Review Applied (2018). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.10.044034