Valér
4 °C
8 °C

Lézerrel működik a kvantumhűtő

2011.10.12. 18:44
Különösen érzékeny detektorok kifejlesztése kezdődhet el a Kaliforniai Műszaki Egyetem és a Bécsi Egyetem kutatóinak eredményének köszönhetően. A kutatók lézerfény segítségével a lehetséges legalacsonyabb energiaállapotáig tudtak lehűteni egy miniatűr tárgyat.

A kvantummechanika alappillére az az elv, hogy a dolgok meghatározott adagokban, kvantumokban nyelnek el és bocsátanak ki energiát. Egy atom akkor éri el a kvantum-alapállapotát, amikor olyan alacsony hőmérsékletre hűtik le, hogy a szomszéd részecskéktől nem szerez több energiapakkot.

Ha ebben az állapotban csak egyetlen energiakvantumot megfelelő módon visszakap, az atom egyidejűleg két állapotba, úgynevezett szuperpozíciós állapotba kerül.

A mérések ilyenkor vagy nulla, vagy egy energiakvantumot jeleznek, noha az atom egyidejűleg van mindkét állapotban. Az atomi energiaszinteket a számítógépeknél használt 0 és 1 állapotként értelmezve juthat el valaki a kvantumszámítógép gondolatához.

Ugyanakkor egyetlen atomnál vagy molekulánál nagyobb méretben igen bonyolult az ilyen állapot létrehozatala. Minél nagyobb egy objektum, annál nehezebb teljes mértékben izolálni környezetétől, és eljuttatni alapállapotába.

"Egy szilárd, mechanikus rendszert vettünk - amely atomok milliárdjaiból épült fel - és optikai fényt használtunk arra, hogy olyan állapotba juttassuk, amelyben a kvantummechanika törvényeinek megfelelően viselkedik. Korábban ezt csak csapdába ejtett egyetlen atommal vagy ionnal sikerült elérni" - magyarázta Oskar Painter, a Caltech fizikus professzora, a részletesen a Nature tudományos folyóiratban megjelent tanulmány kutatásvezetője.