Увлекательный аппарат помогает атомов увидеть свет

Исследователи в свет-вопрос взаимодействия квантовой модульных технологий в Институте науки и технологий Окинавы выпускник Университета (Уист) породили ридберговских атомов — необычайно большие возбужденные атомы — около нанометра-тонких оптических волокон. Их выводы, опубликованные недавно в натуральном обзор исследований, знак прогресса на пути к новой платформе для квантовой обработки информации, которая имеет потенциал революционизировать материал и наркотиков открытий и обеспечить более безопасную квантовую связь.

Из-за их чрезвычайной чувствительности к электрическим и магнитным полям, ридберговских атомов уже давно задето интересов физиков. Используется в сочетании с оптических нановолокон, эти гипер-чувствительной атомов могут играть важную роль в новых видах масштабируемых квантовых устройств. Однако ридберговских атомов особенно трудно контролировать.

«Главной целью исследования было привлечь ридберговских атомов в соседстве с нановолокнами», — сказал Krishnapriya Subramonian Rajasree, аспирант Уист и первый автор исследования. «Эта установка создает новую систему для изучения взаимодействий между атомами Ридберга и нановолокон поверхностей».

Необычные атомов

Для проведения своих исследований ученые использовали устройство, называемое магнито-оптической ловушки для захвата кластера рубидия (атом РБ). Они снизили температуру атомов до приблизительно 120 микрокельвина — доли градуса выше абсолютного нуля и запустил нановолокон через облако.

Затем ученые возбужденных атомов RB в более энергетическое состояние Ридберга, используя 482 Нм пучка света, распространяющегося через нановолокно. Эти ридберговских атомов, которые образовали вокруг нановолокон поверхности, имеют больший размер, чем их обычные аналоги. Когда атомов электроны приобретали энергию, они двинулись дальше от атомного ядра, создавая более крупные атомы. Этот необычный размер повышает чувствительность атомов в их среде и в присутствии других атомов Ридберга.

Через своем эксперименте ученые вывели ридберговских атомов в течение нескольких нанометров оптических нановолокон, что позволило увеличить взаимодействие между атомами и легкие путешествия в нановолокон. Из-за своих аномальных свойств атомы Ридберга избежал магнито-оптической ловушке. Ученым удалось понять аспекты поведения ридберговских атомов путем изучения того, как потери атомов зависит от мощности и длины волны света.

Возможность использовать легкие путешествия в оптических нановолокон для возбуждения, а затем контролировать ридберговских атомов может помочь проложить путь к методам квантовой связи, а также предвещая постепенный прогресс в направлении квантовых вычислений, ученые сказали.

«Понимание взаимодействия между светом и атомами Ридберга имеет решающее значение», — сказал д-р Джесси Эверетт, в пост-докторантуре в Уист и соавтор исследования. «Использование этих атомов может позволить безопасной маршрутизации сигналов систем связи, используя очень небольшое количество света.»

Продвигаясь вперед, исследователи надеются, что дальнейшее изучение свойств атомы Ридберга в сочетании с оптическими нановолокнами. В будущих исследованиях, они намерены взглянуть на ридберговских атомов, которые даже больше по размеру, чтобы изучить возможности и ограничения этой системы.

сделать разницу: спонсорские возможности