Forskere får kontrol over enkeltatomer

Fysikere fra University of Otago har fundet en måde at kontrollere individuelle atomer på, få dem til at se ud, hvor de vil.

Præstationen, af et team på seks fra Otagos Institut for Fysik, følger et internationalt gennembrud i 2010, da de isolerede og fangede et neutralt rubidium-85-atom, og fotograferede det derefter for første gang.

Lead Otago -forsker Dr. Mikkel Andersen siger, at deres resultater kan være gavnlige i den fremtidige udvikling af en lang række teknologier, herunder utrolig hurtige kvantecomputere til beregninger af ekstrem kompleksitet.

"Tiden vil vise, hvad applikationerne vil være. Det er sandsynligt, at hovedapplikationerne vil være inden for teknologier, vi endnu ikke har tænkt på."

For at opnå deres succeser, holdet bruger syv lasere, med komponenter fra compact disc -afspillere, og præcisionsspejle.

De arbejder i et klimatiseret laboratorium, hvorfra så mange slags "støj"-elektromagnetisk, lyd, temperaturkontraster - der kan påvirke udstyret og resultaterne er blevet minimeret eller elimineret ved hjælp af "Kiwi opfindsomhed".

Dr. Andersen siger, at laserlys er nøglen.

"Vi afkøler atomerne, hold dem, ændre, hvordan de påvirker hinanden og gøre dem synlige ved at skinne laserlys, med forskellig frekvens og intensitet, på dem. Vi gør gentagne gange brug af den fænomenale grad af kontrol, man kan have over frekvensen af ​​laserlys, hvilket er et virkelig forbløffende træk ved lasere.

"Kiwi-opfindsomheden" er, hvordan vi omgåede det faktum, at vi ikke har et støjsvagt laboratorium, som normalt ville blive betragtet som en nødvendighed for forsøg som vores. Naturligvis at finde ud af, hvordan man gør ting, der aldrig er blevet gjort før, indebærer masser af hårdt arbejde. "

Tabellerne, som eksperimentet er bygget på, flyder i luften, en måde at holde "støjen" nede, han siger.

At sænke atomets temperatur til næsten absolut nul (minus 273 grader Celsius), eliminerer sin "tilfældige vakling", tillader det at nå en kvantetilstand med høj renhed.

"Dette repræsenterer den ultimative kontrol over individuelle atomer.

"Vi skubber grænserne for det kontrolniveau, forskere kan have over mikroskopiske systemer. Tekniske revolutioner, vores samfund har gennemgået i de sidste årtier, stort set, hvis ikke helt, stammer fra at kunne styre systemer i mindre og mindre skala.

"Dette har været en lang rejse. Det er det, vi har forsøgt at komme til i 10 år, "Siger Andersen.

Marsden -fonden støttede forskningen med $ 717, 391 over tre år. Teamets fund er ved at dukke op i Fysisk gennemgang A, Hurtig kommunikation .

De næste trin er undersøgelser af, hvordan to atomer, der bringes sammen, kan udveksle egenskaber, og opbygning af molekyler, især kvantetilstande fra individuelle atomer.