Ameerika füüsikud arendasid välja uue aatomite jahutamise meetodi. Senised levinumad jahutusmeetodid on põhinenud kaootilisel osakeste liikumisel ning nende põrgetel. Uus lähenemine seisneb aatomite jahutamises järjestik-moduleeritud (sequence of modulations) optilise laservõre (optical lattide) abil. Meetod võimaldab teoreetiliselt saavutada rekordmadalaid optilise võre temperatuure suurusjärgus 1 pK (pikokelvin), mille abil saaks tulevikus arendada kvantarvutite tehnoloogiaid.
Eksisteerib selliseid optilisi võresid, millesse on alles jäetud kõigest üksik aatom. Üksiku madalatemperatuurse aatomi manipuleerimine võimaldab uurida fundamentaalseid loodusnähtusi, näiteks magnetismi, ülijuhtivust ning ülivoolavust. Taoline katse ülesehitus on hea ka seetõttu, et võimaldab võresiseste aatomite, kui neid on rohkem kui üks, interaktsiooni juhtida.
Kujundlik pilt Mott-i isolaatorist mikroskoobi all.
2D võred valmistatakse vaakumkambris laserkiirte sõelamise, risti rästi suunamise, teel. Kambri vaakum ei ole täielik, sisaldades väga hõredat gaasi, näiteks rubiidiumi aatomeid. Iga võre moodustab potentsiaalibarjääri, millesse gaasi aatomid lõksustuvad. Võrest liigsete aatomite eraldamiseks on teadlased varem lihtsalt oodanud kuni kõrgema kineetilise energiaga aatomid süsteemist põrgete teel väljuvad. Selline lähenemine on aga ajakulukas ning ei võimalda adresseerida võre eri punkte.
Harvardi Ülikooli teadlase Markus Greineri ja tema kolleegide arendatud jahutamise meetod suudab vastavalt võre sõlme aatomite arvule jahutamise lokaliseerida. On teada, et võre sõlmes aatomi ergastamine ning väljutamine sõltub sõlme potentsiaalibarjääris olevate aatomite arvust. Näiteks on võimalik kahe aatomi puhul potentsiaalibarjääri niisugune sageduslik moduleerimine, et üks kahest aatomist ergastub ja väljub barjäärist, ent teine jääb endises olekus paigale. Sama kehtib enamate aatomitegi puhul.
Järjestikusel moduleerimissageduse muutmisel on võimalik potentsiaalibarjääridest soovitud aatomid ükshaaval eraldada. Aatomite arvu vähenemisega seondub potentsiaalibarjääri entroopia vähenemine, mistõttu alaneb ühtlasi süsteemi temperatuur. Tõenäousus, et ergastunud aatom mõnes kõrvalises juba asustatud potentsiaalis maandub on väga suur. Taolist nähtust nimetatakse Mott-i isolaatoriks, mida on võimalik spetsiaalsete mikroskoopide abil vaadelda.
Täpseid temperatuuri mõõtmisi ei ole veel tehtud, ent töörühm teab, et on jõudnud temperatuurivahemikku piko- ja nanokelvini suurusjärgus. Alternatiivsete meetoditega on saavutatud madalamaid temperatuure, ent sagedusliku modulatsiooni edasine arendustöö võib viia rekordmadalate temperatuurideni pikokelvini suurusjärgu alumises osas.
Allikas: PhysicsWorld