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Trappola Novella dello Ione per la Percezione Forza e dell'Indicatore Luminoso

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

Le unità Miniatura per l'intrappolamento degli ioni (atomi elettricamente fatti pagare) sono componenti comuni in orologi atomici e nella ricerca di computazione di quantum. Ora, la geometria novella della trappola dello ione dimostrata al National Institute of Standards and Technology (NIST) potrebbe introdurre una nuova generazione di applicazioni perché le tenute dell'unità promettono come stilo per la percezione delle forze molto piccole o come interfaccia per il trasferimento efficiente di diverse particelle leggere per le comunicazioni di quantum.

Il NIST “trappola dello stilo„ può tenere un monoionico (atomo elettricamente fatto pagare) sopra c'è ne dei tre insiemi dei cilindri concentrici sulla linea centrale. L'unità ha potuto essere utilizzata come stilo con un singolo atomo "TIP" per la percezione le forze molto piccole o dell'interfaccia per il trasferimento efficiente di diverse particelle leggere per le comunicazioni di quantum. Credito: Maiwald, NIST

“La trappola dello stilo,„ ha costruito dai fisici dal NIST e l'Università della Germania di Erlangen-Norimberga, è descritta in Natura Physics.* che Usa le tecniche equo standard per raffreddare gli ioni con luce laser e per intrappolarle con i campi elettromagnetici. Ma mentre nelle trappole convenzionali dello ione, gli ioni sono circondati dagli elettrodi dell'intrappolamento, nella trappola che dello stilo un monoionico è catturato sopra il suggerimento di un insieme degli elettrodi d'acciaio, formante una sonda del tipo di punto. La geometria aperta della trappola permette l'accesso senza precedenti allo ione bloccato e gli elettrodi possono essere manovrati vicino alle superfici. I ricercatori teoricamente modellistici ed allora costruiti varie versioni della trappola e caratterizzati loro facendo uso di singoli ioni del magnesio.

La nuova trappola, se usato per misurare le forze con lo ione come sonda dello stilo fornisce di punta, è circa un milione di volte più sensibile di un microscopio atomico della forza facendo uso di una trave a mensola come sensore perché lo ione è più leggero nella massa e reagisce più forte alle piccole forze. Inoltre, gli ioni offrono la sensibilità combinata sia ad elettrico che ai campi magnetici o ad altri campi di forza, producendo un sensore più versatile che, per esempio, gli atomi neutri o i punti di quantum. Scandendo la trappola dello ione vicino ad una superficie o muovendo un campione vicino alla trappola, un utente potrebbe pianificare l'elettrico ed i campi magnetici vicini alla superficie. Lo ione è estremamente sensibile ai campi elettrici che oscillano fra a circa 100 kilohertz ed a 10 megahertz.

La nuova trappola anche potrebbe essere collocata nel fuoco di uno specchio (a forma di cono) parabolico in modo che i raggi luminosi potessero essere messi a fuoco direttamente sullo ione. Nelle condizioni buone, i singoli fotoni, particelle di indicatore luminoso, hanno potuto essere trasferiti fra una fibra ottica ed il monoionico con vicino 95 per cento di risparmio di temi. Le interfacce Efficienti della atomo-fibra sono cruciali nella crittografia interurbana di tasto di quantum (QKD), il migliore metodo conosciuto per la protezione della segretezza di un canale di comunicazioni. Nella ricerca di computazione di quantum, la luce fluorescente emessa dagli ioni ha potuto essere raccolta con simile risparmio di temi come segnale della lettura. La nuova trappola anche ha potuto essere usata per confrontare le tariffe di riscaldamento delle superfici differenti dell'elettrodo, un approccio rapido a studiare un problema di lunga durata nella progettazione dei computer di quantum della ione-trappola.

La Ricerca sulla trappola dello stilo è stata supportata dall'Attività Avanzata Intelligenza di Progetti Di Ricerca.

* R. Maiwald, D. Leibfried, J. Britton, J.C. Bergquist, G. Leuchs e D.J. Wineland. 2009. Trappola dello ione dello Stilo per accesso e la percezione migliorati. Fisica della Natura, pubblicata il 28 giugno online.

Last Update: 14. January 2012 01:02

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