科技动态:真空下的“可见“激光束

激光束在真空是不可见的,但是德国波恩大学的物理学家们实现了激光束在真空下可见,利用拉姆齐成像技术完成这项工作。

该研究成果将有利于高精度的激光束对齐,从而实现激光对单原子的高精度捕获及操纵,为实现基于原子的量子计算和其他量子技术提供关键的支持。

光镊即聚焦激光束形成的势能阱,被用于将单个粒子限制在光阱中。纵横交错的聚焦光束能够产生多个势能阱,并通过移动势能阱的位置,将粒子运送到空间的特定位置。

然而,随着粒子数量增加,位置靠近的粒子具有相互作用。为了控制这个过程,所有的势能阱必须有相同的形状和深度,即均匀的势能阱。

为了实现这一点,多激光束必须以微米级的精度重叠。高度均匀的光学阱对基于原子的技术特别重要,如光学晶格钟、陷落原子干涉仪、量子计算和量子模拟器。

然而,为了保持原子的量子状态,这些技术是在真空下运行的,因此用于观察激光的散射光很微弱。

本研究中,研究人员使用原子本身来检测光束如何传播,克服了这个问题。这项技术被称为拉姆齐相位跟踪,它通过探测原子的超精细分裂来发挥作用。

由于原子核的磁矩和电子的轨道运动之间的相互作用,原子的能级发生了变化。拉姆齐信号就是这种超细分裂在椭圆偏振激光束的存在下的变化信息。

在这种情况下,每个原子都作为一个小型的,记录光束强度的传感器。通过不同位置的数千个原子提供的信息,光束的位置可以被精确到千分之一毫米以下。

实验中,研究人员利用拉姆齐相位跟踪调整四束激光束,使它们在所需的位置上准确地对准。使用传统技术,这样的操作耗时大约需要一周,且无法保证对准结果。

本实验表明,新技术只需要大约一天的时间就能实现激光对准。

最后,研究人员对铯原子的光学陷阱进行了测量,但该技术也将适用于其他碱金属原子,以及周期表中的磁性镧系元素。另外,该方法还可以实现具有不同几何形状的光学阱,包括“平面”和”空心”阱。

郑重声明:本文内容及图片均整理自互联网,不代表本站立场,版权归原作者所有,如有侵权请联系管理员(admin#wlmqw.com)删除。
(0)
用户投稿
上一篇 2022年9月6日
下一篇 2022年9月6日

相关推荐

  • 氢气等离子体清洗的反应机理

    等离子体化学反应即在放电气体中发生的反应。对常温常压条件下的气体通过高温加速电子加速离子给物质以能量,物质被解离成阴、阳离子的状态。 当气体电离生成电子正离子一般在短时间内发生结合…

    2022年8月14日
  • 通过在三维空间中捕获和冷却超冷多原子分子来创建超冷多原子分子

    激光冷却和再平衡方案。图片来源:《自然》(2022)DOI: 10.1038/s41586-022-04620-5 哈佛大学的一个研究小组已经开发出一种方法,通过在三维空间中捕获和…

    2022年8月16日
  • 元素周期表简介

    自然界中的物质是由不同的的元素组成的,这些元素彼此是否有联系?有规律可循呢?早在原子结构被发现之前,科学家们就已经对此进行了长期的探索。直到1869年,俄国化学家门捷列夫才在前人研…

    2022年8月25日
  • 宇宙中最冷和最热的温度是多少?温度有上限吗?

    上过中学物理课的人都了解“绝对零度”这个概念,这是整个宇宙中最冷的温度。那么,宇宙中最热的温度是多少呢?它的温度有上限吗?让我们试着回答其中的一些问题。 宇宙中的绝对热度是多少? …

    2022年8月18日
  • 8月16号晚,40多人在党校爬岳麓山,路上安全问题让人倍感压力

    8月16日晚,啾啾组织了一场爬山活动,当时报名的人已经感觉超出所能掌控的范围了。我们来看看当时报名的盛况。 #接龙 来吧,朋友!为了迎接啾啾队长的“神秘闺蜜”和“电台粉丝”8月16…

    2022年8月18日
  • 全力校准国家标准时间(讲述·弘扬科学家精神(特别策划))

    来源:【人民网】 图①:漆贯荣近照。 宇文思理摄 图②:孙富宇在做实验。 白浩然摄 图③:张首刚在实验室工作。 新华社记者 张博文摄 图④:阮军在实验室工作。 本报记者 原韬雄摄 …

    2022年6月21日
  • 二维材料中首次实现核自旋量子位控制

    研究人员使用光和电子自旋量子位来控制二维材料中的核自旋。 图片来源:Second Bay工作室/美国科学促进会网站 据15日发表在《自然·材料》上的论文,美国普渡大学的研究人员通过…

    2022年8月18日
  • 量子机器学习进展:哈佛仅用六个铷原子模拟大脑功能

    量子计算有望为机器学习提供计算优势。然而,当前含噪声中等规模量子(NISQ)设备对实现量子机器学习(QML)的优势提出了工程挑战。为了应对这一挑战,近年来出现了一些受大脑计算模型启…

    2022年8月18日
  • 为什么现在这么多人都喜欢vivo手机呢?今天带你全面了解下

    首先,vivo 是国内五大品牌之一,同时也是20多年专注于智能手机领域的国际化品牌。 vivo 致力于追求乐趣、充满活力、专业音质、极致影像、愉悦体验,并将敢于追求极致、持续创造惊…

    2022年7月17日
  • 在模拟水如何冻结时,人工智能打破了僵局

    编辑 | 萝卜皮 分子模拟为了解均匀冰核形成的微观机制提供了有价值的见解。虽然经验模型已被广泛用于研究这一现象,但迄今为止,基于第一性原理计算的模拟已被证明过于昂贵。即使是近期,由…

    2022年8月18日

联系我们

联系邮箱:admin#wlmqw.com
工作时间:周一至周五,10:30-18:30,节假日休息