Michigani Ülikooli füüsikud on võimelised hiigelsuuri Rydbergi aatomeid lõksustama laservalgusest „munakarpidesse“ 90-protsendilise tõhususega. See saavutus võib aidata arendada muude rakenduste seas ka kvantarvutustehnikat ja teraherts pilditehnikat.
Kõrgelt ergastatud Rydbergi aatomid võivad olla 1000 korda suuremad kui nende põhiolekus vasted. Peaaegu ioniseeritutena klammerduvad nad kaugel asuvate elektronide külge, mis asuvad vaevu nende “käeulatuses”. Rydbergi atomite tõhus lõksustamine on teadlaste sõnul tähtis samm nende potentsiaali realiseerimise suunas, kirjutab Physorg.com.
Hiiglaslikud Rydbergi aatomid kukuvad ülitõhusas lõksus laservalgusest „kaevudesse“. Lõksu välja töötanud Michigani Ülikooli füüsikud märkisid ära selle sarnasuse munakarpidega. Pilt: Sarah Anderson
„Meie optiline võre on tehtud paarist teineteisele vastassuunas levivast laserkiirest. Võre moodustab rea kaevusid, mis võivad aatomeid lõksustada, hoides aatomeid justkui mune munakarbis,“ sõnas teadlane Georg Raithel, avaldatud teadustöö üks kaasautoritest, kes viis uurimuse läbi koos füüsikute Sarah Andersoni ja Kelly Younge’ga.
Uurijad arendasid välja ainulaadse viisi, lahendades probleemi, mis seni piiras lõksustamise tõhusust ühekohaliste protsentideni. Selleks, et Rydbergi aatomeid oleks võimalik lõksu püüda, peab neid esmalt jahutama ning seeläbi aeglustama. Laseri abil jahutamise protsessi käigus aga kaldusid aatomid jääma niinimetatud „võreküngaste“ tippudele. Tihti ei jäänud aatomid sinna paigale.
Eelnevates Rydbergi aatomite lõksudes peeti aatomeid kinni laservalgusest võrede tippudes, kust nad kippusid põgenema. Michigani Ülikooli uurijad lahendasid selle probleemi. Nad pöörasid võre kiiresti ümber, püüdes hiiglaslikud Rydbergi aatomid kaevudesse – justkui munad munakarpidesse. Pilt: Sarah Anderson
„Selle takistuse ületamiseks rakendasime üht meetodit, et võre kiiresti ümber pöörata peale Rydbergi aatomite püüdmist küngaste tippudele,“ väitis Anderson. „Me rakendame laseriga ümberpööramist enne, kui aatomid jõuavad eemale liikuda. Aatomid satuvad seega kiiresti võrekaevude põhja, kust nad välja ei saa.“
Raitheli sõnul on 100-protsendilise lõksustamisefektiivsuseni küündimiseks veel küllalt tehnoloogilist ruumi. Täielik lõksustamise tõhusus on vajalik uudsete rakenduste tarbeks. Rydbergi aatomid võivad osutuda paisumaterjalide koostisosadeks tulevastes kvantarvutites. Neid aatomeid võib ka olla võimalik kasutada tetraherts-pilditehnikas ja jälgimisseadmetes, samuti lennuväljadel skannerites.
Teadusartikkel: „Trapping Rydberg Atoms in an Optical Lattice”
Leave a Reply