ГЛАВНАЯ » 2013 » Май » 20 » Разработан компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовых технологий
17:13
Разработан компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовых технологий
Многие
из самых точных измерительных устройств, к примеру, атомные часы,
работают за счет перехода атомов определенных веществ из одного
квантового состояния в другое. Наиболее высокая точность измерений
получается за счет длительных времен наблюдения за сверхохлажденными
атомами, получаемыми в специальных громоздких, сложных и дорогостоящих
установках. Но теперь проблема получения сверхохлажденных атомов будет
стоять менее остро благодаря совместной работе ученых из университетов
Стратклайда и Глазго, Лондонского Имперского колледжа и Национальной
физической лаборатории, которые создали портативную установку,
позволяющую получать сверхохлажденные атомы для дальнейшего их
использования в области квантовых вычислений, квантовых коммуникаций и
измерительной технике.
"Чем дольше может наблюдаться переход
атомов из одного квантового состояния в другое, тем более точные
измерения различных физических величин могут быть проведены с их
помощью" - рассказывает доктор Эйдан Арнольд (Dr Aidan Arnold), ученый
из физического отдела университета Стратклайда, -
"Сверхнизкотемпературное охлаждение обычно достигается за счет
замедления теплового движения атомов с помощью допплеровского эффекта и
лучей лазерного света. Нам удалось создать действительно малогабаритное
охлаждающее устройство, работающее на вышеупомянутых принципах".
Разработанное
учеными устройство представляет собой сложный полупроводниковый
кристалл, на поверхности которого созданы элементы атомной ловушки и
оптические элементы, которые позволяют расщепить лучи лазерного света
для того, чтобы создать эффект дифракционного трения, за счет которого и
осуществляется охлаждение атомов. Разработанное устройство намного
более компактно, нежели другие подобные устройства, но, тем не менее,
оно может захватывать, удерживать в ловушке и охлаждать атомы не менее
эффективно, чем более крупные и сложные подобные устройства. А малые
габариты нового охлаждающего устройства позволят без особых трудов
применять его в составе портативных устройств, использующих в своей
работе эффекты квантовой механики.
Главной особенностью
разработанной технологии является не полупроводниковый кристалл, он был
изготовлен с использованием достаточно обычных промышленных технологий
изготовления полупроводников. Вся "изюминка" данного изобретения
является в разработке нового принципа сверхнизкотемпературного
охлаждения, основанного на дифракционном трении расщепленных лазерных
лучей, которые, одновременно, служат для захвата и удержания атомов в
ловушке.
Используя новое устройство охлаждения атомов можно будет
создать портативные атомные часы, высокоточные магнитометры,
акселерометры и массу других датчиков, которые могут использоваться для
навигации на Земле и в космосе, в телекоммуникациях, в медицинском
оборудовании и в множестве других областей, нуждающихся в высокоточных
измерениях. "Миниатюризация источника сверхохлажденных атомов может
произвести небывалую революцию в области метрологии и высокоточных
измерений" - рассказывает Доктор Аластер Синклер (Dr Alastair Sinclair),
ведущий ученый из Национальной физической лаборатории, - "Изготовление
нового устройства является хорошим примером того, чего может добиться
команда квалифицированных ученых-физиков и инженеров, разрабатывающих
ультрасовременные технологии".
