کد خبر: 124025
ف
عدسی‌های نانو اتم‌ها را به دام انداختند
عدسی‌های نانو ستونی به دانشمندان اجازه می‌دهند اتم‌های منفرد را با نور به دام بیاندازند.

به گزارش ثریا "موچین‌های نوری" سیستم‌هایی هستند که نور را برای به دام انداختن و دستکاری اتم‌های منفرد متمرکز می‌کنند و می‌توانند راه را برای دستگاه‌های کوانتومی قدرتمند هموار کنند، اما می‌توانند کمی دست و پا گیر نیز باشند.

اکنون محققان طرحی ساده‌تر و کوچک‌تر برای "موچین‌های نوری" ابداع کرده‌اند که از عدسی‌های فراسطحی با میلیون‌ها ستون کوچک استفاده می‌کند. با توجه به اندازه کوچک آنها، دیدن و دستکاری اتم‌های منفرد بسیار دشوار است، اما یافتن راه‌هایی برای انجام این کار بسیار مفید خواهد بود.

اختراع لیزر در دهه ۱۹۶۰ در نهایت منجر به این یافته شد که فشار تابش نور می‌تواند برای به دام انداختن ذرات، اتم‌ها و حتی باکتری‌های زنده مهار شود. "موچین‌های نوری" در دهه ۱۹۸۰ متولد شدند و سازندگان آنها جایزه نوبل فیزیک را در سال ۲۰۱۸ به خانه بردند.

به همان اندازه که این ابزارهای ساخته شده از نور، قدرتمند بوده‌اند، به عدسی‌های نسبتاً بزرگی در مقیاس سانتی‌متری نیاز دارند و با استفاده از سیستم‌های میکروسکوپی مجزا از اتم‌ها تصویربرداری می‌کنند. اما این سیستم‌ها نمی‌توانند در خلاء که اتم‌ها در آن نگه داشته شده و به دام افتاده‌اند، کار کنند.

اکنون دانشمندان موسسه ملی استاندارد و فناوری(NIST) و موسسه "جیلا"(JILA) برای مطالعه جدید خود، نوع جدیدی از موچین‌های نوری را توسعه داده‌اند که هر دو مشکل را حل می‌کند.

این طراحی جدید از یک مربع شیشه‌ای ۴ میلی‌متری(۰.۲ اینچی) استفاده می‌کند که با ستون‌های ریز سیلیکونی که هر کدام چند صد نانومتر ارتفاع دارند، حکاکی شده است. این یک فراسطح را تشکیل می‌دهد که دقیقاً نور لیزر ورودی را تنظیم می‌کند و آن را روی ابری از اتم‌ها در خلاء متمرکز می‌کند و یکی را برای به دام انداختن جدا می‌کند.

این سیستم به روشی بسیار هوشمندانه کار می‌کند. ابتدا نور لیزر به صورت یک موجِ مسطح ساطع می‌شود، به این معنی که به صورت یک سری صفحات مسطح حرکت می‌کند. هنگامی که این صفحات به فراسطح برخورد می‌کنند، نانوستون‌ها امواج نور را به موج‌هایی کوچک‌تر تبدیل می‌کنند که کمی با یکدیگر هماهنگ نیستند و در زمان‌های مختلف به اوج خود می‌رسند. این ساختار باعث می‌شود که موج‌های کوچک یا موجک‌ها با یکدیگر تداخل داشته باشند و به طور موثر تمام انرژی خود را در یک نقطه بسیار ظریف متمرکز کنند و اتمی که در آن نقطه است را به دام می‌اندازند.

با برخورد امواج صافی که از زوایای مختلف به فراسطح می‌آیند، موجک‌ها را می‌توان بر روی نقاط مختلف متمرکز کرد که به موچین نوری اجازه می‌دهد تا چندین اتم منفرد را به ‌طور همزمان به دام بیندازد. برخلاف سیستم‌های موجود، این کار را می‌توان درست در داخل محفظه خلاء که اتم‌های هدف در آن نگهداری می‌شوند، انجام داد و به هیچ قطعه متحرکی نیز نیاز ندارد.

این تیم تحقیقاتی در آزمایشات خود با به دام انداختن ۹ اتم روبیدیم به طور جداگانه و نگه داشتن روی هر یک برای حدود ۱۰ ثانیه، کارایی فراسطح را نشان دادند. محققان اتم‌های به دام افتاده را با ضربه زدن به آنها با منبع نور جداگانه‌ای که آنها را درخشان می‌کرد، ردیابی کردند و این مزیت دیگر سیستم جدید آنها را نشان داد. این مزیت که فراسطح می‌تواند اساساً به صورت معکوس نیز کار کند و فلورسانس ساطع شده از اتم‌ها را جمع آوری کند و آن را به یک دوربین خارجی برای تصویربرداری از اتم‌ها هدایت کند.

محققان می‌گویند که این سیستم جدید می‌تواند با میدان دید بزرگ‌تر یا چند فراسطح که به صورت هماهنگ کار می‌کنند، بزرگ‌تر شود و به آنها اجازه می‌دهد صدها اتم را به طور بالقوه جذب و دستکاری کنند.

این کار می‌تواند اساس حافظه رایانه کوانتومی را تشکیل دهد، جایی که داده‌ها در حالت‌های کوانتومی هر اتم پردازش و ذخیره می‌شوند.

این مطالعه در مجله PRX Quantum منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

تسهیلات ویژه دانشگاه تهران برای رتبه‌های برتر کنکور

دفترچه‌های انتخاب رشته کنکور سراسری منتشر شد

سامسونگ از یک گوشی ارزان قیمت بی‌سر و صدا رونمایی کرد

کیس کامپیوتری که آکواریوم است+عکس

خسارت ۱۸۲ میلیارد تومانی سیل به مدارس کشور

آغاز روند اجرایی شدن قانون رتبه بندی معلمان

معرفی منتخبین دانشجویی شورای مرکزی ناظر بر نشریات دانشجویی

مجوز ۱۴ موسسه اعزام دانشجو به خارج از کشور لغو شد

با هوش مصنوعی برای تصویربرداری از مغز نیاز به MRI ندارید

تمدید فرصت ثبت‌نام در آزمون دانشنامه تخصصی

مصاحبه‌های دکتری تخصصی پزشکی حضوری شد

پردرآمدترین رشته‌های دانشگاهی کدام‌ها هستند؟

خطرات مرگبار سقط جنین چیست؟

پناهجویان سوری در اردوگاه آوارگان اردن+عکس

مجسمه‌ای خاص از پوتین در پارک نیویورک+عکس

بازدیدکنندگان موزه باستان‌شناسی استانبول+عکس

تصویر زیبایی از حافظیه شیراز+عکس

تصویر جالب از یک سنجاقک خوشحال+عکس

ثبت لحظه برخوردِ آدرخش به یک درخت+عکس

تصویر جیمز وب از ستاره‌‌ای با فاصله ۱۲ میلیارد سال نوری+عکس

مراسم وداع با وداع با ۵ شهید تازه تفحص شده مدافع حرم برگزار شد

نرم افزار آی‌پد اپل با تاخیر منتشر می‌شود

تصویر ماهواره‌ای عجیب از طوفان رکوردشکن آمریکا+عکس

تصویر باورنکردنی از یک ربات در حال شنا+عکس

ماهواره‌های استارلینک در فضا نامرئی می‌شوند

برای اولین بار در دنیا از عرق انسان برق تولید شد+عکس

گوشی اوپو A77 4G با دوربین دوگانه و اندروید ۱۲

رونمایی سامسونگ از اولین گوشی با دوربین جدید ۲۰۰ مگاپیکسلی+عکس

خبر مهم آژانس فضایی روسیه درباره ماهواره ایرانی خیام

محقق ایرانی سیمانی مقاوم با پوسته‌های میگو ساخت

عمل جراحی در فضا با یک ربات انجام شد+عکس

رصد تاریک‌ترین ماده اطراف کهکشان‌ با سن ۱۲ میلیارد سال+عکس

عدسی‌های نانو اتم‌ها را به دام انداختند

ربات کوچکی که می‌تواند ۱۰۰۰ برابر وزن خود را بلند کند

علت چرخش سریع‌تر از حد معمول زمین چیست؟

ماموریت محرمانه فضاپیمای چین آغاز شد

آغاز به کار سامانه راهنمای انتخاب رشته مجازی کنکور سراسری

کتاب «همه چیز را به خدا خواهم گفت» منتشر شد

عیار یک نویسنده با نوشتن رمان حسینی محک می‌خورد

میزبانی دانشگاه تهران از رتبه‌های کمتر از ۱۰۰۰ کنکور

این متقاضیان می‌توانند رشته‌های بدون آزمون دانشگاه‌ها را انتخاب کنند

ماشین نویسی ماه محرم در همدان+عکس

برگزاری مراسم عزاداری حسینی در گذر چهارباغ اصفهان+عکس

ترک‌های بنای امیرچخماق یزد بعد از سیل+ عکس

تابلوی یادبود بزرگ علوی در برلین+عکس

تصویری از اسب ١۵ میلیاردی آزمون+عکس

برگزاری مراسم تشییع و وداع با پیکر مطهر ۵ شهید تازه تفحص شده

نفس کشیدن در اکسیژن خالص گیلان+عکس

تصویر رویایی از سیاهکل دیلمان+عکس

تصویر زیبایی از بازار شیراز+عکس

تصویر تلخ از دریاچه خشک شده ارومیه+عکس

ثواب گریه بر امام حسین(ع) هم وزن گریه برای پروردگار است

کتاب «چهل کتیبه زخم» با سروده‌های آیینی به کتابفروشی‌ها آمد

شناسایی سالانه ۹ هزار کودک نیازمند به دریافت عینک توسط بهزیستی

بیش از ۴۵ عنوان درسی سهم ترویج فرهنگ عاشورایی در مدارس

روسای ۶ دانشگاه علوم پزشکی کشور منصوب شدند

ابلاغ بند جدید ماده واحده تفویض صلاحیت انتخاب رؤسای دانشگاه‌ها

هوش مصنوعی نویسندگان را بیکار می‌کند؟

وزارت علوم و دانشگاه‌ها محور تحولات کلان جامعه هستند

سرعت تولید علم در ایران ۱۱ برابر تولید علم در دنیاست

گوشی وان پلاس Ace با فرکانس قوی در راه بازار

کشف ردپاهای عجیب ۱۰ هزار ساله در صحرای یوتا+عکس

شارژ بی‌سیم گوشی با لپ‌تاپ ممکن شد

گوشی اوپو رینو 8z با رنگی متفاوت+عکس

سبک‌ترین لپ‌تاپ دنیا معرفی شد+عکس

تشکیل انجمن خیرین حامی دانشگاه فرهنگیان

آشنایی دانش‌آموزان با مفاخر ایرانی و اسلامی در یک برنامه ویژه

در سند تحول بنیادین آموزش و پرورش مدرسه به عنوان یک زیستگاه مطرح می‌شود

لزوم وجود قدت تصمیم‌گیری در مدیران مدارس

اعلام شرایط تاسیس موسسات جذب دانشجوی غیرایرانی

رویکرد تمدنی وزارت علوم در برنامه‌های اربعین دانشگاهیان

آغاز فرصت دوباره برای انتخاب رشته در کنکور ارشد پزشکی

مجوز ۱۹ رشته محل جدید در کارشناسی پیوسته فنی و حرفه‌ای صادر شد

شیوه انتخاب رشته داوطلبان کنکور سراسری اعلام شد

تکنیک جدید برای جداسازی مواد مصنوعی از غذا

جزئیات شرکت در آزمون‌های علوم پزشکی نوبت شهریور

نتایج اولیه کنکور سراسری اعلام شد

جیمز وب این بار با تصویر چرخ گاری همه را متعجب کرد+عکس

فصل دوم سریال زخم کاری در راه است؟

سیل تهران در دهه ۶۰+عکس

کشف سر زن مومیایی شده مصر باستان زیر شیروانی خانه+عکس

جیمز وب این بار با تصویر چرخ گاری همه را متعجب کرد+عکس

کشف ردپاهای عجیب ۱۰ هزار ساله در صحرای یوتا+عکس

هشدار درباره برخورد فردای طوفان خورشیدی با زمین

هشدار جدی درباره خطر استفاده از GPS

سقوط بقایای موشک ۲۵ تنی چین در شب گذشته

تصویر درخشان جیمز وب از سیاره مشتری+عکس

تصویر عجیب از بیوه سیاه در کهکشان راه شیری+عکس

رونمایی سامسونگ از اولین گوشی با دوربین جدید ۲۰۰ مگاپیکسلی+عکس

لحظه برخورد یک سیاهچاله با یک ستاره نوترونی+عکس

کیس کامپیوتری که آکواریوم است+عکس

سیستم لیزر خیره‌کننده روسیه با قابلیت عجیب

افزایش قیمت گوشی آیفون ۱۴ تایید شد

طوفان بزرگ مشتری شکار شد+عکس

گوشی اوپو رینو 8z با رنگی متفاوت+عکس

تصاویر کمیاب از ماموریت مشهور آپولو ۱۱

این برنامه‌های اندرویدی حساب شما را خالی می‌کنند

گوشی وان پلاس Ace با فرکانس قوی در راه بازار

با هوش مصنوعی برای تصویربرداری از مغز نیاز به MRI ندارید

ضرر سرویس ۵G استارلینک برای کاربران اعلام شد

یک روش عجیب برای آدمخوار کردن ماهی‌ها

سلفی‌های آخرالزمانی که از دیدن آنها وحشت می‌کنید+عکس

مشخصات کلیدی شیائومی 12T افشا شد

عمل جراحی در فضا با یک ربات انجام شد+عکس

تکنیک جدید برای جداسازی مواد مصنوعی از غذا

تصویر جیمز وب از ستاره‌‌ای با فاصله ۱۲ میلیارد سال نوری+عکس

ماده تاریک ژنوم با این رنگ اسپری سلولی آشکار شد

ماموریت محرمانه فضاپیمای چین آغاز شد

گوشی اوپو A77 4G با دوربین دوگانه و اندروید ۱۲

تصویر باورنکردنی از یک ربات در حال شنا+عکس