Atomski "ping-pong": znanstvenici uspjeli optički "dobacivati" pojedinačne atome
U eksperimentu, koji je uključivao dvije optičke klopke, prvi je puta pokazano da je moguće u takve klopke zarobiti individualne atome i potom ih prebacivati iz jedne klopke u drugu
Na korejskom Naprednom institutu za znanost i tehnologiju nedavno je ostvarena najmanja "igra loptom" ikada, na najmanjem terenu koji možete zamisliti. Tim je riječima predstavljen rad znanstvenika iz područja optike, kojim su uspješno u optičku klopku bili uhvaćeni pojedinačni atomi, a potom "dobacivani" iz jedne klopke u drugu.
Bacanje i hvatanje atoma
Hvatanje individualnih atoma u optičke zamke poznat je proces, no južnokorejska ekipa prva je koja je pokazala da ih je moguće na ovaj način bacati i hvatati u drugu klopku, a da oni nisu pod izravnom kontrolom dok putuju s jednog mjesta na drugo. "Drugim riječima, atom je izbačen i uhvaćen između dvije svjetlosne klopke, baš kao što lopta putuje od bacača do hvatača u bejzbolu", pojasnio je Jaewook Ahn, jedan od članova tima, koji stoji iza ovog eksperimenta.
U pokusu su korišteni atomi rubidija, ohlađeni gotovo na apsolutnu nulu, pa potom smješteni unutar svjetlosnog snopa 800-nanometarskog lasera. Kako bi izbacili atom iz nje, moraju je ubrzati u jednom smjeru te isključiti svjetlosni izvor, baš kao da dobacuju loptu. U pravom trenutku potom moraju uključiti drugu klopku kako bi ponovno zarobili atom i umirili ga na drugom mjestu. Eksperiment je pokazao da je to izvedivo, i to tako da atom na putu od početne do završne točke ne dođe u interakciju s nekim drugim atomima.
Udaljenost na kojoj je ovaj "ping-pong" uspješno demonstriran je 4,2 mikrona, a atom je pritom putovao brzinom od 65 centimetara u sekundi. Uspješnost hvatanja "letećih" atoma bila je 94%, a uz unaprjeđenja bi se mogla dovesti i bliže savršenoj učinkovitosti od 100%.
Istraživači kažu kako je ovo postignuće bitno za razvoj kvantnog računalstva, ali i kemije. Naime, smatraju da bi se tehnika dobacivanja mogla primijeniti pri manipuliranju kubitima, ali i za precizno sudaranje atoma, što bi pak otvorilo polje "kemije na razini pojedinačnog atoma". Rad koji opisuje dobacivanje atomima recenziran je objavljen u časopisu Optica.
