Wissenschaftler mit Hilfe von tiny optische Zange nur im kleinsten Maßstab "Ball" gespielt. Sie schleuderten und fingen einzelne Atome mit einem Laser.
Diese Leistung wurde durch hochfokussierte Laserstrahlen ermöglicht, die die Atome vor dem Abschuss an Ort und Stelle hielten, und es ist das erste Mal, dass Atome von einer optischen Pinzette zur anderen geschleudert wurden.
"Frei fliegende Atome bewegen sich von einem Ort zum anderen, ohne festgehalten zu werden oder mit einer optischen Falle zu interagieren, - sagt Co-Autor der Studie, ein Physiker vom Korea Advanced Institute of Science and Technology in Daejeon Ahn Jeuk. "Mit anderen Worten, das Atom wird zwischen zwei optische Fallen geworfen und gefangen, ähnlich wie sich ein Baseball während eines Spiels zwischen einem Werfer und einem Fänger bewegt.".
Um die Partikel in einen präzisen Flug zu schicken, kühlten die Wissenschaftler die Rubidiumatome auf nahezu den absoluten Nullpunkt und platzierten sie dann in einer von zwei optischen Pinzetten, die die Partikel mit einem Laserstrahl an Ort und Stelle hielten. Als nächstes schleuderten und beschleunigten sie das Atom und fingen es dann wieder auf. Als Ergebnis der Studie starteten die Wissenschaftler ein Rubidiumatom von 4,2 Mikrometern (das ist weniger als ein Viertel der Breite eines menschlichen Haares, wenn überhaupt) mit einer Geschwindigkeit von bis zu 65 cm pro Sekunde. Eine benachbarte optische Pinzette fing die Atome nach jedem Wurf auf und stoppte sie vollständig. Das ist so ein interessanter Sport.
Die Wissenschaftler entwickelten ihre Methode weiter und führten eine weitere Versuchsreihe durch, um das Prinzip zu bestätigen. Sie zeigten, dass Atome frei durch stationäre optische Pinzetten geschleudert werden können, die andere Atome halten, und dass sie sogar so geschleudert werden können, dass sie perfekte Anordnungen von Atomen innerhalb der empfangenden Pinzette bilden. Frei fliegende Atome treffen in 94 % der Fälle ihr Ziel, aber perfektionistische Wissenschaftler arbeiten jetzt daran, diese Rate auf 100 % zu bringen.
Wie Physiker sagen, kann diese Entwicklung genutzt werden, um schnellere Quantencomputer zu schaffen, die in der Lage sind, Informationen in Anordnungen von Atomen mit hoher Geschwindigkeit auszutauschen. „Diese Arten von Atomen könnten dazu beitragen, eine neue Art von dynamischem Quantencomputing einzuleiten, indem sie es ermöglichen, die relative Anordnung von Qubits, dem Quantenäquivalent von binären Bits, freier zu ändern. sagte Ahn Jeuk. – Die Forschung kann auch dazu verwendet werden, Kollisionen zwischen einzelnen Atomen zu erzeugen, und dies wird einen neuen Zweig der Atomchemie eröffnen.".
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