感覺的強制和光新穎的離子陷井

Published on June 30, 2009 at 7:50 PM

捕捉的離子 (電子被充電的原子) 微型設備是在原子鐘和量子計算研究的公用要素。 現在,新穎的離子陷井幾何被展示在國家標準技術局 (NIST) 在應用的新一代可能迎接,因為設備暫掛承諾作為感覺的非常小的強制一支鐵筆或作為各自的輕的微粒高效的調用的一個界面數量通信的。

NIST 「鐵筆陷井」可能拿著一個唯一離子 (電子被充電的原子) 在任何三套上在這條中心線的同心磁道。 設備能使用作為有一個唯一原子的 " TIP " 一支鐵筆為感覺非常小的強制或界面為各自的輕的微粒高效的調用為數量通信。 赊帳: Maiwald, NIST

「鐵筆陷井」,由從 NIST 的物理學家編譯了,并且 Erlangen 紐倫堡德國的大學,被描述本質上它使用相當標準技術冷卻與激光的離子和捕捉他們與電磁場的 Physics.*。 但是,而在常規離子陷井,離子由誘捕電極包圍,在一個唯一離子在一套技巧上被獲取鋼電極的鐵筆陷井,形成像點的探測。 開放陷井幾何允許對這個被困住的離子的史無前例的存取,并且電極可以被操縱接近表面。 使用唯一鎂離子被塑造然後理論上被編譯陷井的幾個不同的版本和被分析的他們研究員。

因為這個離子是輕在質量并且更加嚴格起反應對小的強制,新的陷井,若被採用評定與這個離子的強制作為鐵筆探測技巧,比一個基本強制顯微鏡大約一百萬倍敏感使用懸臂作為傳感器。 另外,離子為電和磁場或者其他力場提供聯合的區分,生產一個更加多才多藝的傳感器比,例如,中立原子或數量小點。 通過瀏覽在表面附近的離子陷井或移動範例在這個陷井附近,用戶可能映射接近表面的電和磁場。 這個離子對擺動在大約 100 千赫和 10 兆赫之間的電場是非常敏感的。

新的陷井在一個拋物面 (圓錐形的) 鏡子的焦點也許也安置,以便光束能集中直接地於這個離子。 在合適條件下,唯一光子,光微粒,能調用在與近 95% 的光纖和唯一離子之間效率。 高效的原子纖維界面是關鍵的在長途數量關鍵字密碼學 (QKD),為保護通信通道的保密性已知的這個最佳的方法。 在量子計算研究,離子散發的熒光燈能收集與相似的效率作為讀出信號。 新的陷井能也用於比較不同的電極表面的加熱速率,對調查一個長年的問題的一個迅速途徑在離子陷井數量計算機設計。

智能提前的研究計劃活動支持對鐵筆陷井的研究。

* R. Maiwald、 D. Leibfried, J. Britton, J.C. Bergquist, G. Leuchs 和 D.J. Wineland。 2009年. 鐵筆改進的存取和感覺的離子陷井。 本質物理,發布在線 6月 28日。

Last Update: 24. January 2012 20:04

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