Desvío Nuevo del Ión para Detectar la Fuerza y la Luz

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

Los dispositivos Miniatura para atrapar los iones (átomos eléctricamente cargados) son componentes comunes en la investigación de los relojes atómicos y el calcular de quantum. Ahora, una geometría nueva del desvío del ión demostrada en el National Institute of Standards and Technology (NIST) podría llevar en una nueva generación de aplicaciones porque los asimientos del dispositivo prometen como aguja para detectar fuerzas muy pequeñas o como interfaz para la transferencia eficiente de las partículas pálidas individuales para las comunicaciones del quantum.

El NIST “desvío de la aguja” puede sujetar un único ión (átomo eléctricamente cargado) encima de los tres conjuntos uces de los de cilindros concéntricos en el eje de simetría. El dispositivo se podía utilizar como aguja con un único átomo "TIP" para detectar fuerzas muy pequeñas o un interfaz para la transferencia eficiente de las partículas pálidas individuales para las comunicaciones del quantum. Haber: Maiwald, NIST

El “desvío de la aguja,” construyó por los físicos del NIST y la Universidad de Alemania de Erlangen-Nuremberg, se describe en la Naturaleza Physics.* que Utiliza técnicas bastante estándar para enfriar los iones con la luz laser y para atraparlos con los campos electromagnéticos. Pero mientras que en desvíos convencionales del ión, los iones son rodeados por los electrodos de la interceptación, en el desvío de la aguja que un único ión se captura encima de la punta de un conjunto de los electrodos de acero, formando a punta-como antena. La geometría abierta del desvío permite el acceso sin precedente al ión atrapado, y los electrodos se pueden maniobrar cerca de superficies. Los investigadores teóricamente modelados y después construidos varias diversas versiones del desvío y caracterizados les usando los únicos iones del magnesio.

El nuevo desvío, si está utilizado para medir fuerzas con el ión como antena de la aguja inclina, es cerca de un millón veces más sensible que un microscopio atómico de la fuerza usando un voladizo como sensor porque el ión es más pálido en masa y reacciona más fuertemente a las pequeñas fuerzas. Además, los iones ofrecen sensibilidad combinada a eléctrico y a los campos magnéticos o a otros campos de fuerza, produciendo un sensor más versátil que, por ejemplo, los átomos o los puntos neutrales del quantum. Explorando el desvío del ión cerca de una superficie o moviendo una muestra cerca del desvío, un utilizador podría proyectar el eléctrico y los campos magnéticos próximos a la superficie. El ión es extremadamente sensible a los campos eléctricos que oscilan en entre aproximadamente 100 kilociclos y 10 megaciclos.

El nuevo desvío también se pudo colocar en el enfoque de un espejo (cónico) parabólico de modo que los haces luminosos se pudieran centrar directamente en el ión. Bajo condiciones apropiadas, los únicos fotones, partículas de la luz, se podían transferir entre una fibra óptica y el único ión con el cerca de 95 por ciento de eficiencia. Los interfaces Eficientes de la átomo-fibra son cruciales en la criptografía de larga distancia del clave del quantum (QKD), el mejor método sabido para proteger la aislamiento de un canal de comunicaciones. En la investigación el calcular de quantum, la luz fluorescente emitida por los iones se podía cerco con eficiencia similar como señal de la lectura. El nuevo desvío también se podía utilizar para comparar las velocidades de calentamiento de diversas superficies del electrodo, una aproximación rápida a investigar un prolongado problema en el diseño de los ordenadores del quantum del ión-desvío.

La Investigación sobre el desvío de la aguja fue utilizada por la Actividad Avance Inteligencia de los Proyectos de Investigación.

* R. Maiwald, D. Leibfried, J. Britton, J.C. Bergquist, G. Leuchs, y D.J. Wineland. 2009. Desvío del ión de la Aguja para el acceso y detectar aumentados. La Física de la Naturaleza, publicada el 28 de junio en línea.

Last Update: 13. January 2012 23:19

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