物理學(xué)家使激光束在真空中可見(jiàn)

波恩大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種新方法簡(jiǎn)化了量子光學(xué)實(shí)驗的超精確調整。

一束光只有當它擊中物質(zhì)粒子并被它們散射或反射時(shí)才能被看到。因此，在真空中，它是看不見(jiàn)的。波恩大學(xué)的物理學(xué)家們現在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種方法，使激光束即使在真空下也能被可視化。這種方法也可以更容易地操縱單個(gè)原子所需的超精確的激光對準。研究人員現在已經(jīng)在《應用物理評論》雜志上展示了他們的方法，該研究論文題為“Gautam Ramola et al, Ramsey Imaging of Optical Traps”。

當單個(gè)原子相互作用時(shí)，由于它們的量子行為，它們經(jīng)常表現出不尋常的行為。例如，這些效應可以用來(lái)建造所謂的量子計算機，用來(lái)解決傳統計算機難以解決的某些問(wèn)題。然而，對于這樣的實(shí)驗，必須將單個(gè)原子精確地調整到正確的位置。波恩大學(xué)應用物理研究所的Andrea Alberti博士解釋說(shuō):“可以說(shuō)，我們通過(guò)使用作為光傳送帶的激光束，達到了這一目的?！?/p>

這種光傳送帶包含無(wú)數的口袋，每個(gè)口袋里都能裝下一個(gè)原子。這些口袋可以隨意來(lái)回移動(dòng)，使原子可以被運送到空間中的特定位置。如果你想讓原子向不同的方向移動(dòng)，你通常需要許多這樣的傳送帶。當更多的原子被運送到同一位置時(shí)，它們就可以相互作用。為了使這一過(guò)程在受控條件下進(jìn)行，傳送帶的所有口袋必須具有相同的形狀和深度。該研究的主要作者Gautam Ramola解釋說(shuō):“為了確保這種均勻性，激光重疊的精度必須達到微米級?！?/p>

因此，波恩的研究人員使用原子本身來(lái)測量激光束的傳播?！盀榱俗龅竭@一點(diǎn)，我們首先使用了一種特殊的激光，我們稱(chēng)之為橢圓偏振光，” Alberti解釋道。當原子用這種方法制備的激光束照射時(shí)，它們會(huì )以一種獨特的方式發(fā)生反應，然后改變它們的狀態(tài)，這些變化可以非常精確地被測量到。

通過(guò)這種方法，研究人員成功地調整了四束激光，使它們在期望的位置相交?！霸谶^(guò)去，這樣的調整通常需要幾周的時(shí)間，而且你仍然不能保證已經(jīng)達到了最佳狀態(tài)，”Alberti說(shuō)?！暗F在，按照我們的方法，只需要一天就能完成?！?/p>

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