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科学家们使用光镊与原子打棒球

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科学家借助微小 光学钳 玩“球”,只是在最小的范围内。 他们用激光抛掷并捕获单个原子。

这一成就是通过高度聚焦的激光束实现的,激光束在发射原子之前将原子固定在原位,这是第一次将原子从一对光镊扔到另一对。

科学家们使用光镊与原子打棒球

“自由飞行的原子从一个地方移动到另一个地方而不受限制或与光阱相互作用, - 该研究的合著者、来自大田安哲的韩国高级科学技术学院的物理学家说. “换句话说,原子在两个光阱之间被抛出和捕获,就像棒球在比赛中在投手和接球手之间移动一样。”.

为了让粒子精确飞行,科学家们将铷原子冷却到接近绝对零,然后将它们放入两个光镊中的一个内,用激光束将粒子固定在适当的位置。 接下来,他们抛掷并加速原子,然后再次抓住它。 作为这项研究的结果,科学家们以高达每秒 4,2 厘米的速度发射了一个 65 微米(如果有的话,这还不到人类头发宽度的四分之一)的铷原子。 一对相邻的光镊在每次投掷后都抓住了原子,完全阻止了它们。 这是一项非常有趣的运动。

科学家们使用光镊与原子打棒球

科学家们进一步发展了他们的方法,并进行了另一系列实验来证实这一原理。 他们表明,原子可以通过固定其他原子的固定光学镊子自由抛出,甚至可以抛出以在接收镊子内形成完美的原子阵列。 自由飞行的原子在 94% 的时间内击中目标,但追求完美的科学家现在正在努力将这一比率提高到 100%。

正如物理学家所说,这一发展可用于创建更快的量子计算机,能够高速交换原子阵列中的信息。 “这些类型的原子可以通过允许更自由地改变量子比特的相对排列(二进制比特的量子等价物)来帮助引入一种新型的动态量子计算。 安若克说道。 – 此外,该研究可用于在单个原子之间产生碰撞,这将开辟原子化学的一个新分支。”.

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