Ультрахолодную молекулу собрали в оптическом пинцете
Ультрахолодную молекулу собрали в оптическом пинцете
28 декабря 2020
Физики поставили молекулу под собственный полный контроль, охладив её практически до абсолютного нуля.
В обыкновенном веществе даже при низких температурах атомы продолжают хаотически двигаться, что не дозволяет их надзирать и тем наиболее отлично ими управлять. Потому для весьма четких операций с атомами и молекулами их нужно охладить до весьма низких температур, существенно ниже 1 К – практически до абсолютного нуля. Это дозволяет задерживать их в ловушках, создаваемых электронными и магнитными полями, включая поля лазерных лучей, и получить полный контроль над ними прямо до квантовых состояний. Так что, когда физики молвят о прохладных атомах либо молекулах, они предполагают конкретно получение полного квантового контроля над ними.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Открыть в полном размере
‹
›
Атомы охлаждать до ультранизких температур стали еще в 1970-х годах. Но при помощи холодильника и иными обычными методами такового остывания достигнуть нереально, потому были разработаны особые способы так именуемого лазерного остывания. Лазер возбуждал атомы, а потом они сбрасывали энергию в виде излучения и охлаждались. За один из способов такового остывания была вручена Нобелевская премия по физике 1997 года. А создатель лазерных ловушек: «оптических пинцетов», Артур Ашкин, получил эту заслугу в 2018 году. Полный квантовый контроль атомов дозволил добиться неповторимых научных и прикладных результатов. Так получение новейшего состояния вещества – конденсата Бозе-Эйнштейна было также удостоено в 2001 году Нобелевской премии по физике. А способы «манипулирования персональными системами» удостоились премии за 2012 год. Из остальных результатов можно упомянуть создание ультрапрецизионных атомных часов и сверхточные измерения физических констант.
Но охладить так молекулы длительное время не удавалось и даже числилось фактически нереализуемым из-за сложной структуры молекулярных энергетических уровней. В первый раз это было проделано только в 2010 году. Да и по сей денек в этом направлении ведутся активные исследования с целью отыскать молекулы, для которых остывание может быть и создать всепригодные его способы. Обычно для получение прохладных молекул употребляется так именуемый резонанс Фешбаха – на самом деле столкновение 2-ух неспешных атомов, которые временно слипаются, образуя неустойчивое соединение с маленьким временем жизни – резонанс.
На деньках в журнальчике Science интернациональный коллектив физиков сказал, что им удалось в первый раз в мире получить ультрахолодные молекулы в лазерном «оптическом пинцете» без использования резонансов Фешбаха. Создатели окрестили новейший способ спариванием атомных спинов. В статье приведён и на теоретическом уровне описан опыт китайских физиков. В работе воспринимала роли группа профессионалов «Теория почти всех тел» Русского квантового центра, управляющий которой, научный директор РКЦ и директор по исследованиям Лаборатории теоретической физики института «Париж-Юг» (Франция) Жора Всеволодович Шляпников, стал одним из основных создателей статьи.
По воззрению исследователей, последующим шагом исследовательских работ станет перевод таковых молекул в основное колебательно-вращательное состояние, что откроет путь к созданию кудитов. Кудитом именуют квантовый объект, в каком число вероятных состояний (уровней) больше 2-ух. Можно сказать, что он оперирует состояниями логического нуля, единицы и доп логических значений. При разработке квантовых вычислителей кудиты имеют достоинства по сопоставлению с внедрением кубитов, которые имеют два собственных состояния. Система на базе 2-ух кудитов может эмулировать способности 20-кубитного квантового компа.
По материалам Русского квантового центра.
Источник: