Химия и Жизнь - Атомный бейсбол | Научно-популярный журнал «Химия и жизнь» 2023 №5

И. Иванов

Ученые давно научились захватывать мельчайшие частички вещества с помощью света. Оптические ловушки, они же оптические пинцеты, — хорошо известные технологии удержания отдельных атомов фокусированным лазерным пучком. С его помощью можно даже переместить выбранный атом в нужное место. Методы эти постоянно развиваются. Недавно появилась новая работа, посвященная им. Под руководством доктора Евука Ана (Jaewook Ahn) ее выполнили физики из Корейского института передовых технологий в Таджоне.

С помощью пинцета ученым впервые удалось кинуть и поймать одиночный атом. Охлажденные почти до абсолютного нуля атомы рубидия летали со скоростью в десятки сантиметров в секунду на микронные расстояния, на порядки превышающие их собственные размеры. Оптические ловушки физики создавали с помощью инфракрасного лазера. Для броска ловушку ускоряли, а затем выключали лазер. Освобожденный атом продолжал движение и попадал в другую ловушку, включенную в нужный момент. Сначала она замедляла атом, а затем останавливала его.

Авторы проверили возможности нового метода в нескольких экспериментах. Интересно, что брошенный атом может свободно пролетать через неподвижную ловушку с захваченными атомами, не взаимодействуя с ними. Экспериментаторам удалось даже выстраивать атомы в ряды. Опыты показали, что успех достигается в 94 случаях из 100.

Исследование было частью большого проекта, посвященного квантовым эффектам. Все эксперименты имели целью отработать технологии динамических квантовых компьютеров. Элементарные вычисления в них осуществляют так называемые кубиты (квантовые биты), которые могут одномоментно принимать целый набор состояний.Создать кубит можно из захваченного в ловушку атома. Авторы надеются, что их метод позволит свободно манипулировать кубитами, что он даст возможность выстраивать атомы в ряды, добавлять их, восстанавливать и создавать новые кубиты.

Управляемый полет также позволит изучать столкновения отдельных атомов. Он пригодится и для выяснения механизмов химических рекаций. Сейчас физики трудятся над достижением стопроцентной точности перемещения. Статья оубликована в журнале Optica.

 
Разные разности
Анатомия «Руанского собора»
В Музее изобразительных искусств имени Пушкина в Москве в феврале и марте прошла необычная выставка. Всего две картины Клода Моне — «Руанский собор в полдень» и «Руанский собор вечером». А рядом были представлены результаты физико-хими...
Пирожное как источник топлива
На волне интереса к биотопливу появилась идея использовать невостребованные хлебобулочные изделия в качестве сырья для биотоплива. А почему бы и нет? Хлеб содержит много крахмала. Он легко расщепляется ферментами на молекулы сахара, которые затем дро...
Универсальное противоядие
Ученые Исследовательского института Скриппса изучили нейротоксины, вырабатываемые многочисленными ядовитыми змеями и создали универсальное противоядие против ядов крайтов, тайпанов, кобр и мамбы.
Быстрая мода против долгой жизни
Быстрая мода сделала брендовую одежду доступной для всех. Она стоит дешево, зато и внешний вид теряет быстро, уже через несколько недель активной носки, и надо идти покупать новую. Но быстрая мода — это вредный бизнес, опасный для окружающей сре...