Японские физики разработали подход, позволяющий использовать одиночные атомы рубидия, щелочного металла, в качестве основы для квантового микроскопа, способного получать снимки с более высоким разрешением, чем это возможно для оптических приборов. Об этом сообщила пресс-служба Национальных институтов естественных наук (NINS).
"Физики создали новую методику визуализации, которую они назвали "атомной камерой" в честь того, что для ее работы необходим одиночный атом, охлажденный почти до абсолютного нуля. Создание данного подхода дает ученым новую возможность наблюдать за работой оптических структур наноразмерных масштабов, которые в прошлом было крайне сложно изучать при помощи уже существующих методов микроскопии", - говорится в сообщении.
Данная "атомная камера" была разработана группой японских физиков под руководством профессора Института молекулярных наук NINS Кэндзи Омори в рамках проекта, нацеленного на создание нового поколения инструментов для разработки квантовых компьютеров, систем связи и нанооптики. Для их разработки и управления их работой необходимы микроскопы, способные отслеживать движение света внутри этих устройств, а также точно измерять его интенсивность и поляризационные характеристики.
Профессор Омори и его коллеги выяснили, что для этих целей можно использовать одиночные атомы щелочных металлов, удерживаемые на месте и охлаждаемые до температуры, близкой к абсолютному нулю, при помощи оптической ловушки из набора лазерных лучей. Подобные атомы можно размещать внутри или рядом с квантовыми компьютерами или другими наноустройствами, не нарушая их работу, что не характерно для уже существующих систем наблюдений.
Когда такой атом взаимодействует с фотонами, исходящими из изучаемого устройства или других наноисточников излучения, его положение внутри оптической ловушки, а также энергетические характеристики его свободного электрона измеримым образом меняются. Это позволяет замерять свойства этих частиц света с почти абсолютной точностью, ограниченной лишь квантовыми флуктуациями в положении атома.
В частности, проведенные учеными опыты показали, что атом рубидия позволяет отслеживать небольшие вариации в интенсивности свечения и поляризации луча лазера с пространственным разрешением в 100 нанометров, что значительно превосходит разрешающую способность оптических микроскопов. В перспективе это позволит наблюдать за процессами с участием света на сверхмалых масштабах, что ускорит разработку нанооптики, квантовых компьютеров и сенсоров, подытожили профессор Омори и его коллеги.
По информации https://tass.ru/nauka/27574893
Обозрение Николая Никитина "Неизбежность странного микромира"
