Einfangen von Atomen, keine Raumschiffe mit Traktor-Balken

Forscher der Universität von Adelaide vertieft in das Reich von Star Wars und erstellt eine leistungsstarke Traktorstrahl – oder lichtgetriebenen Energiefalle – für Atome.

Anstatt zu saugen Raumschiffe in einer Raumstation, zieht dieser Traktorstrahl Atome in einem mikroskopisch kleine Loch in der Mitte einer besonderen optischen Faser. Es öffnet den Weg für neue Quanten-Experimente, die kann dazu führen, neue sichere Kommunikation oder Fortgeschrittene Technologien Sensorik.

Veröffentlicht in der Zeitschrift Physische Überprüfung angewendet, dies ist das erste Mal, das Wissenschaftler eine hocheffiziente demonstrieren konnten die Forscher von der Universität Institut für Photonik und erweiterte Sensing (IPA) sagen „Waveguide-Falle“.

Die Doktorandin, die entwickelte Technologie, Ashby Hilton, sagt: „Obwohl Traktor Balken grün oder blau in den Filmen sind, in diesem Fall die Falle erfolgt der unsichtbaren Infrarot-Licht. Der Strahl schnappt der Atome, die in einer Kammer, die fast vollständig entleert wird mit Gas – eine kleine Probe des Weltraums auf der Erde zu schweben.

„Jedes Atom, das den Traktorstrahl Eintritt wird in die Faser gezogen – es gibt kein Entrinnen.“ Und einmal in das Innere der optischen Faser gesaugt die Atome können für längere Zeit gehalten werden. Unsere Experimente zeigen, dass wir sehr präzise Steuerung Licht, genau die richtigen Bedingungen zu steuern, Atome zu produzieren können.“

Der Traktorstrahl wirkt durch das Infrarot-Licht interagieren mit den Atomen erstelle ich eine Veränderung in Energie der Atome in den intensivsten Teil des Lichtstrahls antreibt.

Lead-Forscher Dr. Philip Light sagt: „was wirklich spannend ist, dass jetzt wir die Möglichkeit haben, Quanten-Experimente auf diese gefangenen Atomen zu tun. Unsere ersten Versuche möchten diese gespeicherten Atome als Elemente eines Quanten-Speichers verwenden. „Wir hoffen, dass unsere Arbeit schließlich absolut sicheren Kommunikationskanals gehören kann, die für Verteidigung, Intelligenz und Industrie offensichtlich hoch interessant ist.“

Die Forscher bewegen sich nun auf die nächste Stufe, bei denen der Traktorstrahl aus einem hohlen Lichtkegel, anstatt einen festen Lichtstrahl gebildet wird. In dieser neuen Konfiguration der Atome findet in der Mitte des Lichtkegels wo ist es vollkommen dunkel.

„Dies ist eine extrem leistungsfähige Idee – wir gehen können und manipulieren der Atome, sondern sind in der Lage, die Atome von den Störeffekt intensives Licht zu schützen“, sagt Dr. Light. Die Forscher haben im Wesentlichen einen Quanten-Trichter angelegt, der Sie Reiseführer und Trap Atome für längere ohne Unterbrechung ihrer zarten Quantenzustand können.

IPAS Direktor Professor Andre Luiten sagt: „unsere Forscher manipulieren und Messung, einzelne Atome und Moleküle, die Welt um uns herum zu spüren. Diese neue Ära des Quantum sensing eröffnen vielfältige neue Möglichkeiten versucht, die Krankheit durch eine Suche nach bestimmten Molekülen in den Atem, zur Unterstützung der Bergleute zu erkennen und Verteidigung durch das Erkennen von anomalen magnetischen Feldern Mineralvorkommen zugeordnet oder verdeckte u-Boot-Aktivitäten.“

Eine Video demonstriert die Hohlleiter-Falle sehen Sie hier.

Weitere Informationen:
A.P. Hilton Et Al. Hocheffizienz Kälte-Atom-Transport in einen Hohlleiter-Falle, Physische Überprüfung angewendet (2018). DOI: 10.1103/PhysRevApplied.10.044034

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