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

יון רומן מלכודת עבור חיל חישה אור

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

התקנים מיניאטוריים עבור השמנה יונים (אטומים טעונים חשמלית), הם מרכיבים נפוצים שעונים אטומיים מחקר מחשוב קוונטי. כעת, יון רומן מלכודת הגיאומטריה הפגינו בבית המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) יכול להוביל לדור חדש של יישומים כי המכשיר טומן בחובו הבטחה כמו עט עבור חישה כוחות קטנים מאוד או כממשק עבור העברה יעילה של אור יחיד חלקיקים קוונטיים התקשורת.

NIST "מלכודת חרט" יכול להחזיק יון בודד (אטום טעונים חשמלית) מעל כל אחת משלוש קבוצות של גלילים קונצנטריים על האמצע. המכשיר יכול לשמש עט עם "קצה" אטום יחיד עבור חישה כוחות קטנים מאוד או ממשק להעברת יעיל של חלקיקי אור בודדים עבור תקשורת קוונטית. אשראי: Maiwald, NIST

"מלכודת חרט," נבנה על ידי פיסיקאים מ NIST ו אוניברסיטת גרמניה של Erlangen-Nuremberg, מתואר בכתב העת Nature Physics .* היא משתמשת טכניקות סטנדרטיות למדי יונים מגניב עם אור לייזר ו ללכוד אותם עם שדות אלקטרומגנטיים. אבל בעוד מלכודות יונים קונבנציונאלי, היונים מוקפים האלקטרודות השמנה, במלכודת חרט יון אחד הוא נתפס מעל קצה מערכת של אלקטרודות פלדה, ויצרו בדיקה נקודה כמו. הגיאומטריה מלכודת פתוח מאפשר גישה חסרת תקדים יון לכוד, האלקטרודות ניתן לתמרן קרוב משטחים. החוקרים מודל תיאורטי ולאחר מכן נבנה גרסאות שונות של המלכודת ומאופיינת אותם באמצעות יוני מגנזיום בודד.

מלכודת חדשה, אם למדידת כוחות עם יון כמו קצה חרט בדיקה, הוא כמיליון פעמים רגיש יותר מיקרוסקופ כוח אטומי באמצעות שלוחה כחיישן כי יון הוא מצית המוני מגיב בעוצמה רבה יותר כוחות קטנים . בנוסף, יונים להציע בשילוב רגישות לשדות חשמליים ומגנטיים הן או שדות כוח אחרים, ייצור חיישן צדדי יותר, למשל, אטומים נייטרלים או הקוונטים נקודות. או על ידי סריקת מלכודת יונים ליד משטח או העברת דגימת ליד המלכודת, משתמש יכול למפות את פני השטח הקרוב חשמליים ושדות מגנטיים. יון הוא רגיש מאוד לשדות חשמליים בין נדנוד ב kilohertz כ 100 מגהרץ ו 10.

מלכודת החדש גם עשוי להציב במוקד המראה (בצורת חרוט) פרבוליות כך קרני האור יכול להיות ממוקד ישירות על יון. בתנאים המתאימים, פוטונים בודדים, חלקיקי אור, יכול להיות מועבר בין סיב אופטי ואת יון אחת עם קרוב ל 95 אחוז יעילות. יעיל אטום סיבים ממשקים הם מכריע למרחקים ארוכים מפתח הצפנה קוונטית (QKD), השיטה הטובה ביותר הידועה להגן על הפרטיות של ערוץ תקשורת. במחקר מחשוב קוונטי, אור ניאון הנפלטת יונים יכול להיות שנאספו עם יעילות דומה לזו של האות לקריאה החוצה. מלכודת החדש גם יכול לשמש כדי להשוות שיעורי חימום של משטחים שונים אלקטרודה, גישה מהירה חוקרת בעיה ארוכת שנים בעיצוב של יון מלכודת מחשבים קוונטיים.

מחקר על המלכודת חרט נתמכה על ידי פעילות המודיעין מחקר מתקדם פרוייקטים.

* ר 'Maiwald, ד Leibfried, ג'בריטון, JC Bergquist, G. Leuchs, ו DJ Wineland. 2009. Stylus מלכודת יונים עבור גישה חישה משופרת. הטבע פיזיקה, שפורסם באינטרנט יוני 28.

Last Update: 4. October 2011 16:31

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