Физики пленили нейтральные атомы с помощью металинзы
Американские физики изготовили кремниевую металинзу для нужд оптических пинцетов и решеток. Созданный образец лишь слегка уступает характеристикам своим традиционным аналогам, но гораздо компактнее их. Кроме того, новый оптический элемент не только фокусирует свет для создания оптической решетки, но и собирает сигнал флуоресценции от нейтральных атомов, пойманных в них, что поможет в будущем миниатюризировать технологию пленения. Исследование опубликовано в PRX Quantum.
Массивы нейтральных атомов играют важную роль в достижениях современной физики. Их используют для создания квантовых вычислителей и атомных часов, исследования новых эффектов в квантовых газах и даже поатомной сборки ультрахолодных молекул. В то же время растет и количество элементов таблицы Менделеева, с которыми удалось провести пленение.
Несмотря на нулевой заряд нейтральных атомов, их захват все же возможен с помощью сфокусированного лазерного света. В основе пленения лежит зависимость энергии атома от величины поля, в котором он находится. Если с ростом его напряженности энергия падает, это создает потенциальную яму в точке фокуса.
В зависимости от конкретной задачи это могут быть одиночные оптические ловушки (оптические пинцеты) или их упорядоченный массив (оптические решетки). В последнем случае задача усложняется необходимостью пространственно модулировать лазерный луч, фокусируя его отдельные части. Традиционная оптика, основанная на линзах сантиметрового размера, имеет ограничения, мешающие масштабированию и миниатюризации систем на основе плененных нейтральных атомов.