Контролируемый перенос атомов с помощью когерентного туннелирования между оптическими пинцетами
Экспериментальная установка, построенная на физическом факультете Техниона, демонстрирует перенос атомов из одного места в другое посредством квантового туннелирования между оптическими пинцетами. Исследование, проведенное профессором Йоавом Саги и докторантом Янаем Флоршаймом из Института твердого тела, было опубликовано в журнале Science Advances. В основе эксперимента лежит оптический пинцет — экспериментальный инструмент для захвата атомов, молекул и даже живых клеток с помощью оптического потенциала, создаваемого лазерными лучами, сфокусированными в пятне микронного размера.
Фото. При увеличении того же бокового окна видны окна сверху и снизу.
Исследователи Техниона использовали в своем эксперименте линейную решетку из трех оптических пинцетов. Изменяя расстояния между каждой парой соседних пинцетов, они динамически контролировали скорость туннелирования между атомами.
Туннелирование — явление, уникальное для квантового мира, когда у частиц есть шанс пройти через потенциальный барьер, который они не могут преодолеть классически. Контролируя скорость туннелирования, исследователи смогли плавно и эффективно перемещать атомы между двумя внешними пинцетами.
Кроме того, показано, что хотя атомы и перемещаются между обеими сторонами цепочки, вероятность обнаружить их в среднем пинцете очень мала. Эту интригующую особенность схемы переноса можно понять, вспомнив, что в квантовой теории частица описывается волновым пакетом.
В экспериментальной схеме волны деструктивно интерферируют в средней ловушке, что делает невозможным обнаружение там атомов.
