Физики научились определять положение атома в пространстве

Новый метод измеряет трехмерное положение отдельных атомов.

Исследователи из Боннского и Бристольского университетов разработали метод, который позволяет получить все три координаты атома по одному изображению. Это важно, например, для  экспериментов по квантовой механике, в которых часто необходимо точно контролировать или отслеживать положение атомов. Это позволяет исследователям заставить атомы взаимодействовать друг с другом желаемым образом.

Уже более десяти лет физики могут точно измерять расположение отдельных атомов с точностью менее одной тысячной мм, используя квантовую газовую микроскопию. Но третья координата — ускользала от наблюдений.

Чтобы экспериментировать с атомами, необходимо их охладить до температур близких к абсолютному нулю, чтобы они почти не двигались, объясняют ученые. После этого их можно, например, поймать в стоячую волну лазерного света.

«Гантели», указывающие на пространственное положение атомов. Изображение: IAP/Uni Bonn

Атомы, захваченные в ловушку, подвергают воздействию дополнительного лазерного луча, который стимулирует их излучать свет. Возникающая флуоресценция проявляется в квантовом газовом микроскопе как слегка размытое круглое пятнышко.

Теперь мы разработали специальный метод деформации волнового фронта света, излучаемого атомом. Вместо типичных круглых пятен деформированный волновой фронт создает на камере форму гантели, которая вращается вокруг себя

Андреа Альберти, соавтор исследования

Направление, в котором указывает эта «гантель», зависит от расстояния, пройденного светом от атома до камеры. Поэтому она действует как стрелка компаса, позволяя считывать третью координату, объяснят физики.

Разные направления «гантелей», соответствующие разному положению атомов. Изображение: IAP/Uni Bonn

Читать далее:

Найден дешевый способ извлекать золото из «отходов»

Посмотрите, как быстро тонут города: опубликованы новые снимки спутника НАСА

Астрономы изучили радиоджет, который движется быстрее скорости света

На обложке: Изображение от rawpixel.com на Freepik. Сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы нашли «потерянную» половину материи во Вселенной
Космос
Микробы оказались каннибалами: голодные бактерии поедают соседей, чтобы выжить
Наука
Математики прочитают открытые лекции по оптимизации в Университете Иннополис
Иннополис
Solar Orbiter впервые сфотографировал полярную область на Солнце
Космос
Физики смоделировали «создание света из ничего» в вакууме
Наука
«Уэбб» рассмотрел ледяной мир на странной орбите вблизи Солнечной системы
Космос
В Китае человеческие сердца впервые вырастили в эмбрионах свиней
Наука
Астрономы наблюдали рождение гигантского Юпитера в 430 световых годах от Земли
Космос
Toyota откроет первый в мире «город роботов» у подножия горы Фудзи
Новости
Найден способ экспоненциально повысить точность квантовых часов
Наука
Найдено крупнейшее облако заряженных частиц: оно в 20 раз больше Млечного Пути
Космос
Роботов научили определять местоположение людей на слух
Новости
Физики установили новый мировой рекорд точности работы кубита
Наука
Ученые восстановили пути миграции неандертальцев из Европы в Сибирь
Наука
В Китае создали ИИ для проектирования чипов: он справился за несколько дней
Новости
Четыре спутника НАСА наблюдали гигантский выброс плазмы на Солнце
Космос
Математики МГУ описали движение веществ в организме человека
Наука
В Стэнфорде создали вращающееся устройство, которое удаляет тромбы
Наука
В космосе впервые обнаружили гигантскую молекулу с 24 атомами углерода
Космос
Из-за отказа от прививок в России растет заболеваемость корью и коклюшем
Наука