物理學家使激光束在真空中可見

波恩大學開發(fā)出一種新方法簡化了量子光學實驗的超精確調整。

一束光只有當它擊中物質粒子并被它們散射或反射時才能被看到。因此，在真空中，它是看不見的。波恩大學的物理學家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種方法，使激光束即使在真空下也能被可視化。這種方法也可以更容易地操縱單個原子所需的超精確的激光對準。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)在《應用物理評論》雜志上展示了他們的方法，該研究論文題為“Gautam Ramola et al, Ramsey Imaging of Optical Traps”。

當單個原子相互作用時，由于它們的量子行為，它們經(jīng)常表現(xiàn)出不尋常的行為。例如，這些效應可以用來建造所謂的量子計算機，用來解決傳統(tǒng)計算機難以解決的某些問題。然而，對于這樣的實驗，必須將單個原子精確地調整到正確的位置。波恩大學應用物理研究所的Andrea Alberti博士解釋說:“可以說，我們通過使用作為光傳送帶的激光束，達到了這一目的。”

這種光傳送帶包含無數(shù)的口袋，每個口袋里都能裝下一個原子。這些口袋可以隨意來回移動，使原子可以被運送到空間中的特定位置。如果你想讓原子向不同的方向移動，你通常需要許多這樣的傳送帶。當更多的原子被運送到同一位置時，它們就可以相互作用。為了使這一過程在受控條件下進行，傳送帶的所有口袋必須具有相同的形狀和深度。該研究的主要作者Gautam Ramola解釋說:“為了確保這種均勻性，激光重疊的精度必須達到微米級。”

因此，波恩的研究人員使用原子本身來測量激光束的傳播。“為了做到這一點，我們首先使用了一種特殊的激光，我們稱之為橢圓偏振光，” Alberti解釋道。當原子用這種方法制備的激光束照射時，它們會以一種獨特的方式發(fā)生反應，然后改變它們的狀態(tài)，這些變化可以非常精確地被測量到。

通過這種方法，研究人員成功地調整了四束激光，使它們在期望的位置相交。“在過去，這樣的調整通常需要幾周的時間，而且你仍然不能保證已經(jīng)達到了最佳狀態(tài)，”Alberti說。“但現(xiàn)在，按照我們的方法，只需要一天就能完成。”

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