Holografik optik "şişe ışını" tuzağında, Rydberg durum atomlarının üç boyutlu tuzağı gerçekleştirilir.
Thackeray Üniversitesi'nden bilim adamları, yakın zamanda, Rydberg atomlarının holografik optik şişe şeklindeki ışın tuzağında üç boyutlu tuzağını gösteren yeni bir çalışma yayınladılar.Araştırma sonuçları, gelecekte gerçekleştirilebilecek olan Physical Review Letters dergisinde yayınlandı. Kuantum simülasyonu çok önemlidir.
Bu çalışmada araştırmacılar, atomları soğutmak için tek tek manipüle edilebilen lazerler kullandılar. Katı hal fiziğinden esinlenen lazerle soğuk atomları tek başına manipüle etmek, yapay olarak tam kontrollü sistemler oluşturabilir ve sözde kuantum simülasyonlarını gerçekleştirebilir. Kuantum simülasyonları, tuzaklanmış iyonlar ve süper iletken kübitler dahil olmak üzere deneysel platformlarda gerçekleştirilebilir.
Bu araştırma ekibi tarafından kullanılan yöntem, mikroskobik optik tuzaklar (yani optik cımbızlar) içinde hapsolmuş nötr atomların kullanılmasını, onları Rydberg durumu adı verilen oldukça heyecanlı bir atomik seviyeye heyecanlandırarak etkileşime girmeye teşvik etmesini gerektiriyor. Araştırmayı yürüten araştırmacılardan Thierry Lahaye şunları söyledi:
Şimdiye kadar, optik cımbızların atomun Rydberg durumunda olduğu kısa sürede kapatılması gerekiyor, çünkü Rydberg durum atomu aslında ışık tarafından itiliyor. Bu, atomun Rydberg durumu enerji seviyesinde kalma süresini birkaç mikrosaniye ile sınırlar, çünkü atom yakalama konumundan uzağa uçar.
Bu araştırma, bu sefer zamanı büyük ölçüde uzatmayı mümkün kılıyor, atom Rydberg durumunda olsa bile yakalanabilir. Rydberg atomları ışıkla itildiği için, araştırmacılar lazer ışınını öyle şekillendirdiler ki, her atom Rydberg durumu seviyesine kadar uyarıldıktan sonra her yöne ışıkla çevrili karanlık bir alan belirdi.
Bu sözde "şişe ışını", bir bilgisayar tarafından kontrol edilebilen, uzaysal ışık modülatörü (SLM) olarak adlandırılan bir kırınım elemanı kullanılarak üretilir. Bu süreç, araştırmacıların Rydberg atomlarının kuantum simülasyonlarında kullanılma süresini uzatmalarına izin verdi.
(Yukarıda gösterilmektedir) Şişe şeklindeki kirişin bu 2B kesiği, karanlık merkez alan etrafındaki ışığın yoğunluk dağılımını gösterir: bunlardan biri, eksen boyunca iki "mantar" tarafından bloke edilen bir ışık "tüpüne" sahiptir ( Dağılımın tamamı, yatay eksen etrafında silindirik olarak simetriktir).
Şişe ışını daha önce birkaç başka fizik çalışmasında kullanılmış olsa da, ilk kez özellikle tek bir Rydberg durum atomunu sınırlamak için kullanıldı. Bu tuzakla, Rydberg atomlarının korunma süresi birkaç yüz mikrosaniyeye kadar uzatılabilir (genellikle 40 kat artış), yalnızca Rydberg durumu enerji seviyesinin doğal yaşam süresi ile sınırlı.
Bu şemanın önemli bir özelliği, iki atomu aynı anda iki farklı tuzağa hapsederek çalışmak olan kuantum simülasyonu hedefi ile tutarlı olmasıdır. Aynı zamanda, bunu test edecek bir tuzak olmadığı zamanki gibi etkileşime girip girmediklerini ölçmek, elbette çok daha uzun sürer.
Gelecekte, araştırmacılar, Rydberg atomlarını içeren kuantum simülasyonlarında ve kuantum mantık işlemlerinde çok yararlı olabilecek ve böylece fiziksel sistemleri kopyalamanın doğruluğunu artırabilecek şişe şeklindeki ışın temelli yöntemler kullanacaklar. Araştırmacılar şimdi şişe kiriş tuzağının potansiyel uygulamalarını araştırmak için daha fazla çalışma yapmayı planlıyor.
Bu araştırma çalışmasının doğal devamı, uzatılmış yakalama süresinden yararlanırken gerçek kuantum simülasyon deneyleri gerçekleştirmek için birçok atomlu geniş bir şişe şeklinde ışın tuzakları dizisi oluşturmak için bu ilkenin kanıtının ötesine geçmek olacaktır.
Brocade Garden Telif Hakkı Science X Network / Ingrid Fadelli / Phys
Referans Dergisi "Physics Review Letters"
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.023201
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
