Ana Sayfa Güncel Makaleler Nanopartiküllerin kuantum optik soğutması

Nanopartiküllerin kuantum optik soğutması

97
0
  Okuma Süresi:   Bu yazıyı  " 4 "  dakikada okuyabiliriniz.
Sitemin tek geliri olan reklamları görüntülemek için AdBlock eklentinizi kapatırsanız sevinirim 🙂

Bir parçacık çevresinden tamamen izole edildiğinde, kuantum fiziği kanunları çok önemli bir rol oynamaya başlar. Kuantum etkilerini görmek için önemli bir gereklilik, tüm termal enerjiyi parçacık hareketinden uzaklaştırmak, yani mutlak sıfır sıcaklığa mümkün olduğunca yakın soğutmaktır.

Viyana Üniversitesi, Avusturya Bilimler Akademisi ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün (MIT) araştırmacıları, levitated nanoparçacıkları soğutmak için yeni bir yöntem göstererek bu hedefe ulaşmak için bir adım daha yaklaştı. Şimdi sonuçlarını ünlü dergi Physical Review Letters dergisinde yayınladılar.

Sıkıca odaklanmış lazer ışınları, cam parçacıklardan canlı hücrelere kadar minik nesneleri yakalayıp işlemek için optik “cımbız” olarak işlev görebilir. Bu yöntemin geliştirilmesi, geçen yılın Nobel fizik dalında Arthur Ashkin’i kazandı. Bugüne kadar yapılan deneylerin çoğu hava ya da sıvı olarak yapılsa da, nesneleri ultra-yüksek vakumda yakalamak için optik cımbız kullanmak için artan bir ilgi vardır: bu tür izole edilmiş parçacıklar yalnızca benzeri görülmemiş algılama performansı sergilemekle kalmaz, aynı zamanda temel çalışma için de kullanılabilir nanoskopik ısı motorlarının prosesleri veya büyük kütleleri içeren kuantum olayları.

Bu araştırma çabalarında kilit bir unsur, ideal olarak kuantum fiziği yasalarının davranışlarına hükmettiği bir rejimde, parçacık hareketi üzerinde tam kontrol elde etmektir. Bunu başarmaya yönelik önceki girişimler, optik cımbız kendisini değiştirdi ya da parçacığı yüksek oranda yansıtıcı ayna konfigürasyonları, yani optik boşluklar arasında ilave ışık alanlarına batırdı.

Bununla birlikte, lazer gürültüsü ve gereken büyük lazer yoğunlukları bu yöntemlere önemli bir sınır getirmiştir. “Yeni soğutma programımız doğrudan kuantum kontrolü için benzer zorlukların bulunduğu atomik fizik topluluğundan ödünç alınmıştır”, diyor Viyana Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından.

Fiziksel İnceleme Mektupları’nda yayınlanan son çalışmanın yazarı olan Uros Deliç Bilim ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT), Markus Aspelmeyer tarafından yönetildi. Bu fikir, Innsbruck fizikçisi Helmut Ritsch’ten ve partikül ilk boşta tutulursa, doğrudan optik cımbızdan dağılmış ışığı kullanmanın yeterli olduğunu fark eden ABD’li fizikçiler Vladan Vuletic ve Steve Chu’dan önceki çalışmalara geri dönüyor. optik boşluk

Optik bir cımbızdaki bir nanoparçacık, cımbız ışığının küçük bir kısmını neredeyse her yöne yayar. Parçacık optik bir boşluğun içine yerleştirilmişse, saçılan ışığın bir kısmı aynaları arasında depolanabilir. Sonuç olarak, fotonlar tercihan optik boşluğa dağılır. Bununla birlikte, bu yalnızca belirli renklerin veya farklı olarak belirtilen belirli foton enerjilerinin ışığı için mümkündür.

Gerektiğinden biraz daha küçük bir foton enerjisine karşılık gelen bir renkli cımbız ışığı kullanırsak, nanopartiküller, fotonların optik boşluğa saçılmasını sağlamak için kinetik enerjilerinin bir kısmını “feda eder”. Bu kinetik enerji kaybı, hareketini etkili bir şekilde soğutur. Bu yöntem daha önce atomlar için bu çalışmanın yazarı olan Vladan Vuletic tarafından gösterilmişti. Bununla birlikte, bu, nanoparçacıklara ilk kez uygulandığı ve üç hareket yönünün her birinde soğumaya kullanıldığı zamandır.

Delic, “Soğutma yöntemimiz daha önce gösterilmiş olan şemalardan çok daha güçlü. Lazer gürültüsü ve lazer gücü tarafından kısıtlanan kısıtlamalar olmadan, dışlanmış nanopartiküllerin kuantum davranışı köşede olmalı” diyor.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz