力およびライトを感じるための新しいイオントラップ

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

イオン (電気で満たされた原子) を引っ掛けるためのミニチュア装置は原子時計および量子計算の研究の共通のコンポーネントです。 ここで、国立標準技術研究所 (NIST) で示された新しいイオントラップの幾何学はアプリケーションの新しい世代で装置把握が非常に小さい力を感じるためのスタイラスまたは量の通信連絡のための個々の軽い粒子の効率的な転送のためのインターフェイスとして約束するので案内できます。

NIST 「スタイラストラップ」は 3 組の中心線の同心シリンダーの何れかの上の単一イオン (電気で満たされた原子) を保持できます。 装置は量の通信連絡のために個々の軽い粒子の効率的な転送のために非常に小さい力かインターフェイスを感じるために単一原子 " TIP " が付いているスタイラスとして使用できます。 信用: Maiwald、 NIST

「スタイラストラップは NIST からの物理学者によって」、構築し、ドイツの Erlangen ニュルンベルクの大学はレーザー光線が付いているイオンを冷却し、電磁場との引っ掛けるのにかなり標準技術を使用する Physics.* 実際のところ、記述されています。 しかし一方慣習的なイオントラップで、イオンは単一イオンが一組の鋼鉄電極の先端の上で捕獲される形作るスタイラストラップの装飾の電極によって、ポイントそっくりのプローブを囲まれます。 開いたトラップの幾何学は引っ掛けられたイオンへの前例のないアクセスを可能にし、電極は表面の近くで操縦することができます。 論理上単一のマグネシウムイオンを使用してそれら模倣され、次に構築され、トラップの複数の異なったバージョンそして特徴付けられる研究者。

新しいトラップは、もし使用するならイオンが付いている力をスタイラスプローブの先端として測定するために、イオンが大容量でより軽く、小さい力により強く反応するので約百万センサーとして片持梁を使用して原子力の顕微鏡より敏感倍です。 さらに、イオンは電気および磁場または他の力フィールドに結合された感度を提供しま、多目的なセンサーをより、例えば、中立原子か量の点作り出します。 表面の近くのイオントラップをスキャンするか、またはトラップの近くでサンプルを移動することによって、ユーザーは地表付近の電気および磁場をマップできます。 イオンはおよそ 100 キロヘルツおよび 10 のメガヘルツの間でで振動する電界に非常に敏感です。

新しいトラップはまた放物線 (円錐形の) ミラーの焦点に光ビームがイオンに直接焦点を合わせることができるように置かれるかもしれません。 良い状態の下で、単一の光子、ライトの粒子は効率の近く 95% の光ファイバおよび単一イオンの間で、転送できます。 効率的な原子ファイバーインターフェイスは長距離の量のキーの暗号解読法 (QKD) で重大、通信チャネルのプライバシーを保護するために知られている最もよい方法です。 量子計算の研究では、イオンによって出た蛍光灯は読み出しのシグナルとして同じような効率と集めることができます。 また新しいトラップが異なった電極の表面の暖房レート、イオントラップの量のコンピュータのデザインの長年問題の調査への急速なアプローチを比較するのに使用できます。

スタイラストラップの研究は知性によって進められた研究計画の作業によってサポートされました。

* R. Maiwald、 D. Leibfried、 J. Britton、 J.C. Bergquist、 G. Leuchs、および D.J. Wineland。 2009 年。 高められたアクセスおよび感知のためのスタイラスイオントラップ。 オンライン 6 月 28 日出版される性質の物理学。

Last Update: 13. January 2012 21:40

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