2009年12月3
实现一个重要的新功能在超冷原子气体,量子联合研究所研究人员的合作国家标准与技术研究院(NIST)马里兰大学,创造了“合成”磁场对超冷气体原子,实际上“欺骗”中性原子充当如果带电粒子受到真正的磁场。欧洲杯猜球平台
描述的示范,在最新一期的《自然》杂志上,不仅为探索复杂的自然现象,涉及铺平了道路带电粒子在磁场中,但也可能为一个奇异的新形式的量子计算。欧洲杯猜球平台
当研究人员越来越精通创建和操纵气态原子接近绝对零度的集合,这些超冷气体已成为理想的实验室研究材料系统的复杂行为。与通常的晶体材料,它们是免费的模糊特性,如杂质原子欧洲杯足球竞彩存在于正常的固体和液体。然而,研究磁场的影响是有问题的,因为气体的中性原子,所以不响应磁场带电粒子一样以同样的方式。欧洲杯猜球平台所以你如何模拟,例如,量子霍尔效应等重要的奇异现象,电子可以“分”的粒子携带只有一小部分电子的电荷?欧洲杯猜球平台
答案伊恩Spielman和他的同事们想出了一个聪明的物理方法使中性原子行为的方式是数学与带电粒子在磁场中移动。欧洲杯猜球平台一对激光照亮一个超冷铷原子气体已经集体状态称为玻色-爱因斯坦凝聚态。激光将原子的内部能量外部能量(动能),修改他们的能量和动量之间的关系。同时,研究人员将原子暴露给一个真正的磁场沿一个方向变化,所以改变沿着这个方向也各不相同。为激光照亮一个奇怪的倒置,中性原子的云状物反应不同磁场的方式是在数学上等价于一个带电粒子响应均匀磁场。中性原子的经验一个力的方向垂直于运动方向和磁场梯度的方向的陷阱。被愚弄的原子以这种方式,研究人员创建原子漩涡在旋涡状的漩涡运动的气体云。漩涡是“确凿证据”,Spielman说,合成磁场的存在。
此前,其他研究人员身体旋转的超冷原子气体模拟磁场的影响,但旋转气体不稳定,往往失去原子旋转率最高。下一步,JQI研究者计划近球形的20000铷原子体系分割成一堆100二维“煎饼”和提高目前大约200 per-pancake 12漩涡。one-vortex-per-atom比率,他们能够观察到量子霍尔效应,以前所未有的方式控制它。反过来,他们希望诱导原子像一个类的内部被称为“非阿贝尔任意子,“所需组件的拓扑量子计算,在气体的任意子跳舞会执行逻辑操作基于量子力欧洲杯猜球平台学的规律。
* Y.J. Lin R.L.康普顿,k . Jimenez-Garcia J.V.波尔图和I.B. Spielman,。对超冷中性原子合成磁场。自然,2009年12月3日。