2018-10-30 21:02:01
用拖拉机横梁捕获原子 而不是太空船

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阿德莱德大学的研究人员深入研究了星球大战的领域,并为原子创造了一个强大的拖拉机光束 - 或光驱动的能量陷阱。

这种牵引光束不是将太空船吸入太空站,而是将原子拉入特殊光纤中心的微孔中。它为可能导致新的安全通信或先进传感技术的新量子实验开辟了道路。

发表在“物理评论应用”杂志上的大学光子学和高级传感研究所(IPAS)的研究人员表示,这是科学家第一次能够展示出高效的“波导陷阱”。

博士学位开发这项技术的学生阿什比·希尔顿说:“虽然电影中的拖拉机光束是绿色或蓝色的,但在这种情况下,陷阱是由看不见的红外光组成的。光束抓住了漂浮在室内的原子。几乎完全没有气体 - 地球上的一小块外层空间样本。

“进入牵引光束的每个原子都被拉入光纤中 - 没有逃逸。一旦吸入光纤内部,原子就可以长时间保持。我们的实验表明我们可以非常精确地控制光线产生恰当的控制原子的条件。“

拖拉机光束通过与原子相互作用的红外光进行工作,产生能量的变化,从而将原子驱动到光束的最强烈部分。

首席研究员Philip Light博士说:“真正令人兴奋的是,现在我们有可能对这些被困原子进行量子实验。我们的第一个实验意图将这些存储的原子用作量子记忆的元素。我们希望我们的工作可能最终成为绝对安全的通信渠道的一部分,这对于国防,情报和工业界来说具有明显的高度兴趣。“

研究人员正在进入下一阶段,其中拖拉机光束由空心锥形光而不是固体光束形成。在这种新配置中,原子将被保持在光锥的中心,在那里它是完全黑暗的。

“这是一个非常强大的想法 - 我们可以移动和操纵原子,但能够保护原子免受强光的破坏性影响,”Light博士说。研究人员基本上创造了一个量子漏斗,使它们可以更长时间地引导和捕获原子,而不会破坏它们精细的量子态。

IPAS主任Andre Luiten教授说:“我们的研究人员正在操纵和测量单个原子和分子,以感知我们周围的世界。量子传感的新时代正在尝试通过寻找呼吸中的特定分子来检测疾病,从而开辟了多种新的可能性,通过探测与矿藏或隐蔽潜艇活动相关的异常磁场来协助矿工和国防。“

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