Вчені за допомогою крихітних оптичних щипців зіграли “в м’яч”, тільки у найменшому масштабі. Вони підкидали та ловили окремі атоми за допомогою лазера.
Це досягнення стало можливим за допомогою високосфокусованих лазерних променів, які утримували атоми на місці перед їх запуском, і це перший випадок, коли атоми були перекинуті з однієї пари оптичних щипців в іншу.
«Атоми, що вільно летять, переміщуються з одного місця в інше, не утримуючись і не взаємодіючи з оптичною пасткою, – говорить співавтор дослідження, фізик з Корейського передового інституту науки та технологій в Теджоні Ан Джеук. – Іншими словами, атом кидається і ловиться між двома оптичними пастками, подібно до того, як бейсбольний м’яч рухається між пітчером та кетчером під час матча».
Щоб відправити частинки в точний політ, вчені охолодили атоми рубідію до температури, близької до абсолютного нуля, а потім помістили їх всередину одних з двох оптичних щипців, які закріпили частинки на місці за допомогою лазерного променя. Далі вони щипцями підкидали та прискорювали атом, а потім знов ловили. В результаті дослідження вчені запустили атом рубідію на відстань 4,2 мікрометра (це менше чверті ширини людської волосини, якщо що) зі швидкістю до 65 см за секунду. Сусідня пара оптичних щипців ловила атоми після кожного кидка, повністю зупиняючи їх. Ось такий цікавий спорт.
Вчені розвинули свій метод далі та провели ще серію експериментів для підтвердження принципу. Вони показали, що атоми можна безперешкодно кидати через нерухомі оптичні щипці, які утримують інші атоми, і навіть можна кинути так, щоб сформувати ідеальні масиви атомів всередині приймаючих щипців. Атоми, що вільно летять, влучають у ціль у 94% випадків, проте зараз вчені-перфекціоністи працюють над тим, щоб довести цей показник до 100%.
Як говорять фізики, ця розробка може бути використана для створення швидших квантових комп’ютерів, здатних обмінюватися інформацією в масивах атомів з високою швидкістю. «Ці типи атомів можуть допомогти у створенні нового типу динамічних квантових обчислень, дозволяючи вільніше змінювати взаємне розташування кубітів – квантового еквівалента двійкових бітів, – заявив Ан Джеук. – Також дослідження може бути використане для створення зіткнень між окремими атомами, і це відкриє нову галузь хімії атомів».
Також цікаво: