В рамках совместного проекта между Стратклайдcким и университетом Глазго, Имперским колледжем в Лондоне и Национальной физической лабораторией, исследователи разработали портативный способ получения ультрахолодных атомов для квантовых технологий и квантовой обработки информации, сообщает mysmi.net.

Их исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.

Многие самые точные устройства измерения, включая атомные часы, работают, наблюдая, как атомы переходят между отдельными квантовыми состояниями. Высокая точность достигается за счёт длительных наблюдений, зачастую с использованием медленных ультрахолодных атомов, внедрённых в большой аппарат.

Доктор Айдан Арнольд, преподаватель физики в Стратклайдcком университете, сказал: «Чем дольше наблюдать за переходом атомов, тем более точно они могут быть измерены. Можно пролить на них лазерный свет, чтобы замедлить их согласно эффекту Доплера. Теперь мы можем сделать это в очень маленьком устройстве».

Исследователи разработали технологию, которая является гораздо более компактной, чем предыдущие, но всё ещё должна охлаждать и улавливать в ловушку большое число атомов для использования в портативных устройствах. Они копируют поверхность полупроводникового кристалла, чтобы сформировать дифракционные решётки, разделяющие лазер на множество пучков, которые в последствие охлаждают атомы.

Профессор Эд Хиндс, который руководит Centre for Cold Matter в Имперском колледже Лондона, сказал: «Эти специально изготовленные микро-дифракционные решётки создают идеальные лазерные пучки для заманивая в ловушку и охлаждения атомов».

Портативные часы, магнитометры и акселерометры имеют самые разные применения, включая навигацию на Земле и в космосе, телекоммуникации, геологоразведочные и медицинские визуализации.

Доктор Алистер Синклер, главный научный сотрудник Национальной физической лаборатории (англ. National Physical Laboratory), сказал: «миниатюризация атомных датчиков, использующих эти оптические решётки, может внести важный вклад в метрологию и высокоточное измерение».

Профессор Чарли Айронсайд из Школы инженеров при Университете Глазго сказал: «эти специализированные оптические дифракционные решётки были разработаны в сотрудничестве с James Watt Nanofabrication Centre при Университете Глазго. Данная работа является хорошим примером того, как могут сотрудничать физики с инженерами в разработке передовых технологий».

Проект финансировался Исследовательским советом инженерных и физических наук (англ. Engineering and Physical Sciences Research Council), ЕКА, Wellcome Trust, UK National Measurement Office, Royal Society of Edinburgh и Royal Society.

Источник