感觉的强制和光新颖的离子陷井

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

捕捉的离子 (电子被充电的原子) 微型设备是在原子钟和量子计算研究的公用要素。 现在,新颖的离子陷井几何被展示在国家标准技术局 (NIST) 在应用的新一代可能迎接,因为设备暂挂承诺作为感觉的非常小的强制一支铁笔或作为各自的轻的微粒高效的调用的一个界面数量通信的。

NIST “铁笔陷井”可能拿着一个唯一离子 (电子被充电的原子) 在任何三套上在这条中心线的同心磁道。 设备能使用作为有一个唯一原子的 " TIP " 一支铁笔为感觉非常小的强制或界面为各自的轻的微粒高效的调用为数量通信。 赊帐: Maiwald, NIST

“铁笔陷井”,由从 NIST 的物理学家编译了,并且 Erlangen 纽伦堡德国的大学,被描述本质上它使用相当标准技术冷却与激光的离子和捕捉他们与电磁场的 Physics.*。 但是,而在常规离子陷井,离子由诱捕电极包围,在一个唯一离子在一套技巧上被获取钢电极的铁笔陷井,形成象点的探测。 开放陷井几何允许对这个被困住的离子的史无前例的存取,并且电极可以被操纵接近表面。 使用唯一镁离子被塑造然后理论上被编译陷井的几个不同的版本和被分析的他们研究员。

因为这个离子是轻在质量并且更加严格起反应对小的强制,新的陷井,若被采用评定与这个离子的强制作为铁笔探测技巧,比一个基本强制显微镜大约一百万倍敏感使用悬臂作为传感器。 另外,离子为电和磁场或者其他力场提供联合的区分,生产一个更加多才多艺的传感器比,例如,中立原子或数量小点。 通过浏览在表面附近的离子陷井或移动范例在这个陷井附近,用户可能映射接近表面的电和磁场。 这个离子对摆动在大约 100 千赫和 10 兆赫之间的电场是非常敏感的。

新的陷井在一个抛物面 (圆锥形的) 镜子的焦点也许也安置,以便光束能集中直接地于这个离子。 在合适条件下,唯一光子,光微粒,能调用在与近 95% 的光纤和唯一离子之间效率。 高效的原子纤维界面是关键的在长途数量关键字密码学 (QKD),为保护通信通道的保密性已知的这个最佳的方法。 在量子计算研究,离子散发的荧光灯能收集与相似的效率作为读出信号。 新的陷井能也用于比较不同的电极表面的加热速率,对调查一个长年的问题的一个迅速途径在离子陷井数量计算机设计。

智能提前的研究计划活动支持对铁笔陷井的研究。

* R. Maiwald、 D. Leibfried, J. Britton, J.C. Bergquist, G. Leuchs 和 D.J. Wineland。 2009年. 铁笔改进的存取和感觉的离子陷井。 本质物理,发布在线 6月 28日。

Last Update: 13. January 2012 19:23

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