Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

Novel Ion Trap untuk Angkatan Sensing dan Cahaya

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

Perangkat miniatur untuk ion perangkap (atom bermuatan listrik) adalah komponen umum dalam jam atom dan penelitian komputasi kuantum. Sekarang, perangkap ion geometri baru menunjukkan di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) dapat mengantar generasi baru aplikasi karena perangkat memegang janji sebagai stylus untuk merasakan kekuatan yang sangat kecil atau sebagai interface untuk transfer efisien cahaya individu partikel untuk komunikasi kuantum.

NIST "perangkap stylus" dapat memegang ion tunggal (atom bermuatan listrik) di atas salah satu dari tiga set silinder konsentris di tengah. Perangkat dapat digunakan sebagai stylus dengan sebuah "tip" atom tunggal untuk merasakan kekuatan yang sangat kecil atau sebuah antarmuka untuk transfer efisien partikel cahaya individu untuk komunikasi kuantum. Kredit: Maiwald, NIST

The "perangkap stylus," dibangun oleh fisikawan dari NIST dan Jerman Universitas Erlangen-Nuremberg, dijelaskan dalam Alam Fisika .* ini menggunakan teknik yang cukup standar untuk ion dingin dengan sinar laser dan menjebak mereka dengan medan elektromagnetik. Namun, sementara dalam perangkap ion konvensional, ion dikelilingi oleh elektroda perangkap, dalam perangkap stylus ion tunggal ditangkap di atas ujung satu set elektroda baja, membentuk titik-probe seperti. Geometri perangkap terbuka memungkinkan akses belum pernah terjadi sebelumnya pada ion terjebak, dan elektroda dapat bermanuver dekat dengan permukaan. Para peneliti secara teoritis dimodelkan dan kemudian dibangun beberapa versi yang berbeda dari jebakan dan dicirikan dengan menggunakan ion magnesium tunggal.

Perangkap baru, jika digunakan untuk mengukur kekuatan dengan ion sebagai ujung probe stylus, adalah sekitar satu juta kali lebih sensitif dari mikroskop atom menggunakan penopang sebagai sensor karena ion lebih ringan dalam berat dan bereaksi lebih kuat terhadap kekuatan-kekuatan kecil . Selain itu, ion menawarkan sensitivitas dikombinasikan untuk bidang baik listrik dan magnet atau medan kekuatan lain, menghasilkan sebuah sensor yang lebih fleksibel daripada, misalnya, atom netral atau titik-titik kuantum. Dengan baik pemindaian perangkap ion dekat permukaan atau memindahkan sampel di dekat perangkap, pengguna bisa memetakan permukaan dekat-listrik dan medan magnet. Ion ini sangat sensitif terhadap medan listrik osilasi di antara sekitar 100 kilohertz dan 10 megahertz.

Perangkap baru juga dapat ditempatkan di fokus cermin (berbentuk kerucut) parabola sehingga berkas cahaya dapat difokuskan langsung pada ion. Bawah kondisi yang tepat, foton tunggal, partikel cahaya, bisa ditransfer antara serat optik dan ion tunggal dengan hampir 95 persen efisiensi. Efisien atom-serat interface sangat penting dalam jarak jauh kuantum kriptografi kunci (QKD), metode paling dikenal untuk melindungi privasi dari sebuah saluran komunikasi. Dalam penelitian komputasi kuantum, lampu neon yang dipancarkan oleh ion dapat dikumpulkan dengan efisiensi yang sama sebagai sinyal membaca-out. Perangkap baru juga bisa digunakan untuk membandingkan tingkat pemanasan permukaan elektroda yang berbeda, pendekatan cepat untuk menyelidiki masalah-berdiri lama dalam desain ion-perangkap komputer kuantum.

Penelitian tentang perangkap stylus didukung oleh Aktivitas Intelijen Advanced Research Proyek.

* R. Maiwald, D. Leibfried, J. Britton, JC Bergquist, G. Leuchs, dan DJ Wineland. 2009. Stylus perangkap ion untuk akses ditingkatkan dan penginderaan. Alam Fisika, diterbitkan online 28 Juni.

Last Update: 6. October 2011 07:18

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit