|  | 19 июля 2015 | Новости науки и техники

Ученые заморозили единичные атомы практически до абсолютного ноля при помощи микроволнового излучения

Охлаждение атомов


Ученые-физики из университета Сассекса (University of Sussex) нашли способ использования распространенной технологии, используемой в микроволновых печах и мобильных телефонах, для того, чтобы приблизить момент, когда использование квантовой механики позволит решать задачи такой сложности, с которыми не могут справиться даже самые мощные из существующих суперкомпьютеров. Группа, возглавляемая профессором Винфридом Хензингером (Winfried Hensinger) успешно заморозила отдельные атомы до температуры в одну миллионную градуса выше абсолютного ноля. При этом, ученые применили нетрадиционный подход, заключающийся в использовании света лазера, они охладили атомы при помощи импульсов электромагнитного излучения микроволнового диапазона.

Разработанная учеными технология охлаждения упростит процесс создания квантовых вычислительных и коммуникационных устройств, включая высокочувствительные квантовые датчики, сверхскоростные квантовые компьютеры, сверхвысокоточные квантовые часы и другие устройства, использующие в своей работе странные и парадоксальные явления, определяемые теорией квантовой физики.

Охлаждение атомов до сверхнизкой температуры переводит их на самый низкий энергетический уровень, на уровень, когда останавливается тепловое движение любых частиц. И именно тогда все эти частицы переходят из области обычного физического пространства в область, где действуют эффекты странной квантовой механики, которые позволяют частицам находиться одновременно в нескольких квантовых состояниях или даже находиться в двух разных местах в одно и тоже время.

Установка охлаждения


"Помимо разработки нового метода, позволяющего лишить атомы энергии тепловых колебаний, нам удалось добиться того, что атомы перешли в экзотическое квантовое состояние, когда они находятся в неподвижном состоянии и перемещаются в пространстве в одно и тоже время" - рассказывает профессор Хензингер.

Устройство, позволяющее охладить атомы до сверхнизкой температуры пока еще далеко от понятия "малогабаритное". На самом деле это достаточно сложная установка, в которой помимо источника микроволнового излучения на 12.6 ГГц, магнетрона, присутствует несколько электромагнитных катушек, создающих магнитное поле необходимой формы и силы. Тем не менее, такая установка по конструкции проще конструкций установок ионных ловушек, в которых осуществляют охлаждение атомов при помощи лучей лазерного света.

"Использование более длинноволнового излучения вместо лазерных технологий для охлаждения ионов позволит чрезвычайно упростить дело создания практических квантовых устройство. И это дает нам надежду на то, что такие устройства появятся гораздо раньше, нежели мы могли рассчитывать ранее" - рассказывает профессор Хензингер.




Ключевые слова:
Атом, Ион, Ловушка, Охлаждение, Свет, Лазер, Магнитное, Поле, Микроволновое, Излучение, Температура, Квантовая, Физика, Механика

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • 125 атомов, контролируемых лазером и микроволновыми лучами, могут стать осн ...
  • Технологии лазерного охлаждения позволят раздвинуть пределы квантовой физик ...
  • Физики из Йельского университета охладили молекулы до рекордно низкой темпе ...
  • Разработан компактный метод получения сверхохлажденных атомов для квантовых ...
  • Разработана технология охлаждения кристаллов полупроводниковых чипов с помо ...




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.