Kredit:University of Luxembourg
Fysikere fra universitetet i Luxembourg, sammen med internationale samarbejdspartnere, har for nylig publiceret en artikel i det internationalt anerkendte tidsskrift Fysisk gennemgangsbreve . I denne artikel, de demonstrerer, hvordan kvantemekaniske interferenseffekter kunne give forsøgsledere mulighed for bedre at studere egenskaberne af partikler fanget i kvantevæsker via resonanser i absorptionsspektret.
Overfladebølger i vand
At kaste en sten i en stille sø skaber krusninger på vandoverfladen. At kaste to sten i søen skaber to sådanne overfladebølger, som kan danne et interessant interferensmønster. At skabe disse bølger kræver energi, som overføres fra stenene til vandet, resulterer i sidste ende i, at stenene oplever en friktionskraft. I klassisk fysik er dette et meget gammelt problem, men dets kvantemekaniske modstykke rummer stadig overraskelser.
Bose-Einstein kondenserer
Den kvantemekaniske ækvivalent består af to ladede ioner, der er nedsænket i en "væske" dannet af lettere neutrale atomer. Eksperimentelt, sådanne systemer er allerede blevet realiseret for et par år siden ved at kombinere en ionfælde, som holder de opkrævede ioner på plads, med en magneto-optisk fælde, som gør, at man kan bringe de neutrale atomer ind i en kollektiv kvantetilstand kaldet et Bose-Einstein-kondensat (BEC). Da ionparret er elektrisk ladet, de kan manipuleres ved hjælp af elektriske felter. I særdeleshed, energioverførslen fra ionerne til BEC, og den resulterende friktionskraft, kan måles ved at studere absorptionen af elektromagnetiske felter.
Resonanser og antiresonanser
Fysikere fra gruppen af Thomas Schmidt ved universitetet i Luxembourg, sammen med forskere fra Institut Polytechnique de Paris og Iowa State University, opdaget, at et nyt fænomen opstår, hvis BEC er forlænget, og der tages hensyn til de to ioners og atomernes kvantemekaniske natur. I dette tilfælde, interferensen mellem bølgerne udsendt af ionerne og det eksternt påførte elektriske felt forårsager resonans- og antiresonanstræk i absorptionsspektret. Ved resonansfrekvensen, ionerne reagerer meget stærkt på et anvendt elektrisk felt, hvorimod ved antiresonanserne, ingen energi overhovedet kan absorberes fra det anvendte felt.
Disse resonanser og antiresonanser er en konsekvens af kvanteinterferenser, BEC's aflange karakter, og den stærke Coulomb-kraft, der virker mellem ionen og atomerne. Derfor, de kan tjene som et nyttigt eksperimentelt værktøj til yderligere at karakterisere egenskaberne af BEC'er, såsom deres lydhastighed eller hvordan de interagerer med indlejrede ioner.
Sidste artikelVævning af kvanteprocessorer ud af laserlys
Næste artikelKvantetid i en kvantesimulator