ایران پرسمان

آخرين مطالب

به دام انداختن اتم‌ها با نور دانش و فناوری

به دام انداختن اتم‌ها با نور
  بزرگنمايي:

ایران پرسمان - ایسنا / عدسی‌های نانو ستونی به دانشمندان اجازه می‌دهند اتم‌های منفرد را با نور به دام بیاندازند.
به نقل از نیو اطلس، "موچین‌های نوری" سیستم‌هایی هستند که نور را برای به دام انداختن و دستکاری اتم‌های منفرد متمرکز می‌کنند و می‌توانند راه را برای دستگاه‌های کوانتومی قدرتمند هموار کنند، اما می‌توانند کمی دست و پا گیر نیز باشند.
اکنون محققان طرحی ساده‌تر و کوچک‌تر برای "موچین‌های نوری" ابداع کرده‌اند که از عدسی‌های فراسطحی با میلیون‌ها ستون کوچک استفاده می‌کند. با توجه به اندازه کوچک آنها، دیدن و دستکاری اتم‌های منفرد بسیار دشوار است، اما یافتن راه‌هایی برای انجام این کار بسیار مفید خواهد بود.
اختراع لیزر در دهه 1960 در نهایت منجر به این یافته شد که فشار تابش نور می‌تواند برای به دام انداختن ذرات، اتم‌ها و حتی باکتری‌های زنده مهار شود. "موچین‌های نوری" در دهه 1980 متولد شدند و سازندگان آنها جایزه نوبل فیزیک را در سال 2018 به خانه بردند.
به همان اندازه که این ابزارهای ساخته شده از نور، قدرتمند بوده‌اند، به عدسی‌های نسبتاً بزرگی در مقیاس سانتی‌متری نیاز دارند و با استفاده از سیستم‌های میکروسکوپی مجزا از اتم‌ها تصویربرداری می‌کنند. اما این سیستم‌ها نمی‌توانند در خلاء که اتم‌ها در آن نگه داشته شده و به دام افتاده‌اند، کار کنند.
اکنون دانشمندان موسسه ملی استاندارد و فناوری(NIST) و موسسه "جیلا"(JILA) برای مطالعه جدید خود، نوع جدیدی از موچین‌های نوری را توسعه داده‌اند که هر دو مشکل را حل می‌کند.
این طراحی جدید از یک مربع شیشه‌ای 4 میلی‌متری(0.2 اینچی) استفاده می‌کند که با ستون‌های ریز سیلیکونی که هر کدام چند صد نانومتر ارتفاع دارند، حکاکی شده است. این یک فراسطح را تشکیل می‌دهد که دقیقاً نور لیزر ورودی را تنظیم می‌کند و آن را روی ابری از اتم‌ها در خلاء متمرکز می‌کند و یکی را برای به دام انداختن جدا می‌کند.
این سیستم به روشی بسیار هوشمندانه کار می‌کند. ابتدا نور لیزر به صورت یک موجِ مسطح ساطع می‌شود، به این معنی که به صورت یک سری صفحات مسطح حرکت می‌کند. هنگامی که این صفحات به فراسطح برخورد می‌کنند، نانوستون‌ها امواج نور را به موج‌هایی کوچک‌تر تبدیل می‌کنند که کمی با یکدیگر هماهنگ نیستند و در زمان‌های مختلف به اوج خود می‌رسند. این ساختار باعث می‌شود که موج‌های کوچک یا موجک‌ها با یکدیگر تداخل داشته باشند و به طور موثر تمام انرژی خود را در یک نقطه بسیار ظریف متمرکز کنند و اتمی که در آن نقطه است را به دام می‌اندازند.
با برخورد امواج صافی که از زوایای مختلف به فراسطح می‌آیند، موجک‌ها را می‌توان بر روی نقاط مختلف متمرکز کرد که به موچین نوری اجازه می‌دهد تا چندین اتم منفرد را به ‌طور همزمان به دام بیندازد. برخلاف سیستم‌های موجود، این کار را می‌توان درست در داخل محفظه خلاء که اتم‌های هدف در آن نگهداری می‌شوند، انجام داد و به هیچ قطعه متحرکی نیز نیاز ندارد.
این تیم تحقیقاتی در آزمایشات خود با به دام انداختن 9 اتم روبیدیم به طور جداگانه و نگه داشتن روی هر یک برای حدود 10 ثانیه، کارایی فراسطح را نشان دادند. محققان اتم‌های به دام افتاده را با ضربه زدن به آنها با منبع نور جداگانه‌ای که آنها را درخشان می‌کرد، ردیابی کردند و این مزیت دیگر سیستم جدید آنها را نشان داد. این مزیت که فراسطح می‌تواند اساساً به صورت معکوس نیز کار کند و فلورسانس ساطع شده از اتم‌ها را جمع آوری کند و آن را به یک دوربین خارجی برای تصویربرداری از اتم‌ها هدایت کند.
محققان می‌گویند که این سیستم جدید می‌تواند با میدان دید بزرگ‌تر یا چند فراسطح که به صورت هماهنگ کار می‌کنند، بزرگ‌تر شود و به آنها اجازه می‌دهد صدها اتم را به طور بالقوه جذب و دستکاری کنند.
این کار می‌تواند اساس حافظه رایانه کوانتومی را تشکیل دهد، جایی که داده‌ها در حالت‌های کوانتومی هر اتم پردازش و ذخیره می‌شوند.
این مطالعه در مجله PRX Quantum منتشر شده است.

لینک کوتاه:
https://www.iranporseman.ir/Fa/News/382402/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

مهارت زندگی/ 8 مزیت فوق العاده زندگی مینیمالیستی

اشتباه فاجعه‌بار یک زن و آتش گرفتن 7 نفر

مهارت زندگی/ از این «قاتل رابطه» دوری کنید!

اینترنت ماهواره ای استارلینک هک شد؛ واکنش اسپیس ایکس باور نکردنی است!

درد دل ابتهاج با درخت خانه‌اش ارغوان

فراخوان بررسی آثار جایزه مرغک منتشر شد

علی باقری: کودک‌کشی به هنجار حکمرانی صهیونیست‌ها تبدیل شده است

چه شد که موج حمله در خارج و داخل به «سید حسین موسویان» کلید خورد؟

جزئیات برگزاری دادگاه مصطفی تاج‌زاده با حضور وی

زخمی بر گلوی شیطان

سخنگوی ارشد نیروهای مسلح: دشمنان روی قدرت بازدارندگی ایران حساب باز کرده‌اند

نشست مشترک سران قوا برگزار شد

درخواست همتی از دولت رئیسی

ضارب سلمان رشدی به تلاش برای ارتکاب قتل درجه دو متهم شد

افزایش تنش‌ها بر سر مساله تایوان

بحران جانشینی ایمن الظواهری در القاعده

نویسنده مرتد به دام افتاد؛ شیطان در مسیر جهنم

تقابل موشکی آمریکا با روسیه؛ استقرار موشک‌ ابرفراصوت در رزمناو

نایب‌رئیس کمیسیون امنیت ملی: ایران در برجام مارگزیده است

شهردار سابق پایتخت: نگران تهرانم

افت قیمت و تولید نفت ایران

آیا واقعا وعده های رئیسی عملی شده است؟

گوناگون/ واژه «پاتوق» از کجا آمده؟

نقاشی با استفاده از اَلَک آشپزخانه

ضرب المثل/ یک گِل دوست بدتر از هزار سنگ دشمن

شما برای اکتشافات "جیمز وب" اسم بگذارید

واژه «پاتوق» از کجا آمده؟

انتقاد یک خبرنگار درباره برگزاری نشست خبری در سفر استانی رئیسی

اگر سفارت روسیه نمی‌گفت...

لاسجردی: مقامات رده بالا می‌توانند، موانع مهم را چاره گشایی کنند

برنامه هفتم توسعه با چه اهدافی تدوین می‌شود؟

تاکید امیرعبداللهیان بر ضرورت اجرای توافقات بین ایران و قطر

واکنش نبویان به بیانیه میرحسین موسوی

ضارب سلمان رشدی اهل کجاست؟

چرا معارضین سوری پرچم ترکیه را آتش زدند؟

چرا اروپا نمی‌‌‌‌‌خواهد برجام فروبپاشد؟

بودجه سالیانه شهرداری تهران باید متناظر با برنامه چهارساله باشد

مهارت زندگی/ تست جالب شخصیت شناسی و عشق

زنبور دزد ندیده بودیم که دیدیم

جاذبه های گردشگری چین

گوناگون/ شهید زنده‌ای که 48 ساعت در سردخانه بود

دانشمندان چینی رکورد قوی‌ترین میدان مغناطیسی یکنواخت جهان را شکستند

انتشارِ یک ترجمۀ تازه از استیو تولتز و «عشق و اسلحه»

مشاور سابق ظریف: دولت نگران ریزش طرفدارانش با احیای برجام است

سرکنسول ایران در قاپان ارمنستان انتخاب شد

روزنامه رسالت: میرحسین موسوی، جام زهر را به امام نوشاند

وال‌استریت ژورنال: آنچه آمریکا پس از شهادت سردار سلیمانی مخفی نگه داشت

تغییرات گسترده در ترکیب کابینه مصر

هشدار رئیس جمهور آذربایجان به ارمنستان

استقرار ارتش سوریه در خطوط مقدم جبهه مقابله با ترکیه