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新浪潮

点击量:   时间:2017-12-02 14:29:30

华盛顿特区的查尔斯·塞弗(Charles Seife)奥地利物理学家已经证实了一种简单的引导物质波的方法 - 类似于光纤引导光波的方式这个技巧是建立基于“物质光学”的设备的关键一步,例如原子分束器,微小的高灵敏度运动检测器和量子计算机的开关该技术的吸引力在于它的简单性:它只需要一根电线当电流流过导线时,会产生磁场电中性原子受磁场影响,因为它们的原子核具有自旋如果磁场足够强,并且原子移动得足够慢,则导线周围的磁场可以捕获原子绕过导线,就像太阳能够捕获通过的小行星一样约翰内斯·密特拉格(Johannes Denschlag)和他在因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的同事们用超冷锂原子做到了这一点,冷却到绝对零度的200百万分之一(Physical Review Letters,vol 82,p 2014)它们还在与导线成直角的位置施加外部磁场,产生平行于导线的区域,磁场抵消了该区域原子更喜欢居住在该地区 “一旦你能够连贯地控制原子的运动,就可以建造数十亿有用的东西,比如小规模的干涉仪,”Denschlag说沿着导线移动的原子流可以通过操纵导线在不同方向上转向,这与光纤电缆操纵光束的方式非常相似 Denschlag还预测量子计算机可以使用这种技术制造:“就像电子集成电路控制电子的运动一样,你可以控制原子的流动并进行计算”量子计算机的目标是使用物体的量子态,如光子,电子或原子存储的状态多于当今计算机的0和1没有人能确定Denschlag技术产生的导线原子是否保持其相干性 - 即,如果物质波都停留在同一相位 “它有很多希望,但现在说太早还是太早了 - 这里所做的就是他们引导原子,将它们沿着导线缠绕,”获得诺贝尔奖的国家标准与技术研究所的威廉·菲利普斯说 1997年他的原子冷却实验 “还有待完成的重要事情是引导原子进行某种干涉实验”然而,这种安排的简单性使菲利普斯希望通过导线方法构建物质波开关更容易而不是竞争对手的空心管方法菲利普斯说:“使用物理封闭的管子,这是一项艰巨的任务” “如果你能用这种方法建造一个分束器,它就会很棒”如果导线器确实会产生相干物质波,那么它们可能代表了与光纤一样重要的突破而且由于物质波的波长比光波小得多,它们可以用于更精确的测量,就像使用电子而不是光子的显微镜获得更加详细的图像一样因斯布鲁克实验中使用的相当弱的磁场能够捕获锂原子几十毫秒应用更强的磁场应该很容易,这会显着增加约束时间 “我们无法跨越真正的边界,