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

Nieuwe IonenVal voor het Ontdekken van Kracht en Licht

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

De Miniatuur apparaten voor opsluitende ionen (elektrisch geladen atomen) zijn gemeenschappelijke componenten in atoomklokken en quantum gegevensverwerkingsonderzoek. Nu, konden een nieuwe ionenvalmeetkunde die bij het Nationale Instituut van Normen wordt aangetoond en de Technologie (NIST) een nieuwe generatie van toepassingen inluiden omdat het apparaat belofte als naald voor het ontdekken van zeer kleine krachten of als interface voor efficiënte overdracht van individuele lichte deeltjes voor quantummededelingen inhoudt.

NIST „naaldval“ kan één enkel ion (houden elektrisch geladen atoom) boven om het even welke drie reeksen concentrische cilinders op de as. Het apparaat zou als naald met één enkel atoom „uiteinde“ kunnen worden gebruikt voor het ontdekken van zeer kleine krachten of een interface voor efficiënte overdracht van individuele lichte deeltjes voor quantummededelingen. Krediet: Maiwald, NIST

De „naaldval,“ gebouwd door fysici van NIST en de Universiteit van Duitsland van erlangen-Nuremberg, wordt beschreven in Aard Physics.* Het vrij standaardtechnieken gebruikt om ionen met laserlicht te koelen en hen op te sluiten met elektromagnetische gebieden. Maar terwijl in conventionele ionenvallen, de ionen door de opsluitende elektroden worden omringd, in de naaldval wordt één enkel ion gevangen boven het uiteinde van een reeks die staalelektroden, een punt-als sonde vormen. De open valmeetkunde verleent een ongekende toegang tot het opgesloten ion, en de elektroden kunnen dicht bij oppervlakten worden gemanoeuvreerd. De onderzoekers modelleerden en bouwden verscheidene verschillende versies van de val en kenmerkten hen theoretisch toen gebruikend enige magnesiumionen.

De nieuwe val, indien gebruikt om krachten met het ion als uiteinde van de naaldsonde te meten, is één miljoen keer ongeveer gevoeliger dan een atoomkrachtmicroscoop die een cantilever met behulp van als sensor omdat het ion lichter is in massa en reageert sterker aan kleine krachten. Bovendien combineerde de ionenaanbieding gevoeligheid aan zowel elektrisch als magnetisch velden of andere krachtgebieden, producerend een veelzijdigere sensor dan, bijvoorbeeld, neutrale atomen of quantumpunten. Door of de ionenval af te tasten dichtbij een oppervlakte of een steekproef te bewegen dichtbij de val, kon een gebruiker near-surface elektrisch en de magnetisch velden uitwerken. Het ion is uiterst gevoelig voor elektrische velden die bij tussen ongeveer 100 kilohertz oscilleren en 10 megahertz.

De nieuwe val zou ook in de nadruk van een parabolische (kegelvormige) spiegel kunnen worden geplaatst zodat de lichtstralen direct op het ion zouden kunnen worden geconcentreerd. In de juiste omstandigheden, zouden de enige fotonen, deeltjes van licht, tussen een optische vezel en het enige ion kunnen worden overgebracht met bijna 95 percenten efficiency. Efficiënte zijn de atoom-vezel interfaces essentieel in quantum zeer belangrijke cryptografie over lange afstand (QKD), de beste methode die voor het beschermen van de privacy van een communicatiekanaal wordt gekend. In quantum gegevensverwerkingsonderzoek, zou het neonlicht dat door ionen wordt uitgezonden met gelijkaardige efficiency als lezensignaal kunnen worden verzameld. De nieuwe val zou ook kunnen worden gebruikt om het verwarmen tarieven verschillende elektrodenoppervlakten te vergelijken, een snelle benadering van het onderzoeken van een al lang bestaand probleem in het ontwerp van ionen-val quantumcomputers.

Het Onderzoek naar de naaldval werd gesteund door de Intelligentie Geavanceerde Activiteit van de Projecten van het Onderzoek.

* R. Maiwald, D. Leibfried, J. Britton, J.C. Bergquist, G. Leuchs, en D.J. Wineland. 2009. De ionenval van de Naald voor het verbeterde toegang en ontdekken. De Fysica van de Aard, gepubliceerd online 28 Juni.

Last Update: 14. January 2012 02:16

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