Bygg 3-D atomiske strukturer atom ved atom ved hjelp av lasere

Introduction to the atom | Chemistry of life | Biology | Khan Academy (April 2019).

Anonim

Et team av forskere ved Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Frankrike har utviklet en teknikk for å ordne kuldeatomer i nyttige 3-D-strukturer. I deres papir som er publisert i tidsskriftet Nature, beskriver gruppen deres teknikk og måtene strukturer kan være nyttige.

Som arbeidet mot utviklingen av en funksjonell kvantecomputer fortsetter, har forskergrupper jobbet med teknologier som kreves for utviklingen av en slik maskin. Et slikt krav er utviklingen av atomstrukturer - hvis atomer skal fungere som qubits, må de ordnes på presise og nyttige måter som muliggjør interaksjoner mellom hverandre. De fleste forestiller seg slike arrangementer for å bestå av 3-D-strukturer. I denne nye innsatsen rapporterer forskerne om en teknikk de har utviklet for å bygge 3-D atomare strukturer i brede figurer som sannsynligvis vil være nødvendige for kvantecomputerapplikasjoner.

Teknikken innebærer å bygge mikrotraps ved hjelp av romlig modulert lys. Slike feller og andre instrumenter bruker energien i lys for å flytte enkelt nøytrale atomer rundt på ønskede måter og deretter holde dem på plass. For å bygge en ønsket struktur flyttet gruppen en liten masse rubidiumatomer til en felle som fylte den opp bare halvveis. Å gjøre så ligger atomer i tilfeldige flekker inne i fellen. De så aktiverte deflektorer som brukte både lyd og lys til å fungere som pinsett som de pleide å flytte atomer i fellen på ønskede måter. Deretter brukte de pincettene til å hente enkeltatomer utenfor fellen og plasserte dem i ønskede flekker inne i fellen. Sluttresultatet var en 3-D struktur i ønsket form.

Forskerne merker at deres teknikk gjør det mulig å skape 3-D strukturer i en rekke former, som alle er nøyaktig bestilt. Resultatene er spesielt fri for feil fordi hvert atom plasseres individuelt i strukturen. For å bevise effektiviteten av deres teknikk bad forskerne en struktur de hadde bygget med lys og studerte resultatet med et CCD-kamera - det var i stand til å markere fluorescensen av rubidiumatomene som viste sine steder i mikrotrapet.

menu
menu