Tímu vedcov sa podarilo vytvoriť najmenšiu „loptovú hru“ na svete. V tomto prípade však namiesto lopty využili atómy, ktoré prehadzovali prostredníctvom svetla medzi dvomi pascami. Na tému upozornil portál EurekAlert.

Najmenšia „loptová hra“ sveta

Ako píše portál NewAtlas, vedcom v Južnej Kórei sa podarilo v rámci novej štúdie publikovanej v žurnále Optica vrhať atómy na vzdialenosť len 4,2 mikrometra a to rýchlosťou až 65 cm za sekundu. Výskum môže v konečnom dôsledku pomôcť vytvoriť adaptabilnejšie a dynamickejšie kvantové počítače.

R. Jacobson/NIST

Vedci z celého sveta využívajú lasery na zachytávanie a manipuláciu s jednotlivými atómami či inými nesmierne malými časticami a baktériami – dokonca za to v roku 2018 bola udelená Nobelova cena. V zmieňovanej štúdii však vedci vyvinuli nový spôsob, ako hádzať atóm z jednej optickej pasce do druhej.

Hoci optické pasce boli v minulosti využívane na pohybovanie a presúvanie jednotlivých atómov, je to vôbec prvýkrát, kedy sa vedcom podarilo uvoľniť a vrhnúť atóm z jednej pasce a chytiť ho v inej.

„Voľne lietajúce atómy sa pohybujú z jedného miesta na druhé bez toho, aby boli zadržané optickou pascou, alebo s ňou interagovali,“ uviedol člen výskumného tímu Jaewook Ahn.

Ako prebiehal experiment?

Ako už pri tomto druhu experimentov býva zvykom, celý pokus začal zmrazením oblaku atómov rubídia na teplotu hraničiacu s absolútnou nulou. Následne boli tieto atómy uväznené v laserovej mriežke (pasci) naladenej na vlnovú dĺžku 800 nanometrov.

Pohľad na lietajúci atóm. ScreenShot/Hansub Hwang et al. Optica

Aby dokázali vrhnúť atóm z jednej pasce do inej, pascu, ktorá oblak atómov držala, urýchlili a následne úplne vypli. To spôsobilo, že atóm vyletel z pasce. O malú chvíľu neskôr sa zapla ďalšia pasca, ktorá letiaci atóm spomaľovala, až pokým úplne nezastavil.

Na overenie výsledkov bol tento pokus niekoľkokrát zopakovaný, pričom okrem hádzania a chytania atómu, bol atóm vrhaný aj cez ďalšiu stacionárnu optickú pascu, pričom sa tiež ukázalo, že vrhnutý atóm na svojej trajektórii neinteragoval s inými atómami.

Nový výskum je súčasťou prebiehajúceho projektu kvantových výpočtov, ktorý zahŕňa použitie optických pascí na usporiadanie atómov do konkrétneho poľa. Vzhľadom na to, že v experimentoch mali vedci pri vrhaní a chytaní atómov zhruba 94 % úspešnosť, nazdávajú sa, že štúdia môže pomôcť vytvoriť dynamickejšie kvantové počítače – také, ktoré by umožnili vzájomné presúvanie qubitov.