Investigadores de la Unidad de Interacciones de Materia Ligera para Tecnologías Cuánticas en la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST han generado átomos de Rydberg, átomos excitados inusualmente grandes, fibras ópticas casi nanométricas. Sus hallazgos, publicados recientementeen Investigación de revisión física , marque el progreso hacia una nueva plataforma para el procesamiento de información cuántica, que tiene el potencial de revolucionar los descubrimientos de materiales y medicamentos y proporcionar una comunicación cuántica más segura.
Debido a su extraordinaria susceptibilidad a los campos eléctricos y magnéticos, los átomos de Rydberg han despertado durante mucho tiempo los intereses de los físicos. Utilizados junto con nanofibras ópticas, estos átomos hipersensibles podrían desempeñar un papel instrumental en nuevos tipos de dispositivos cuánticos escalables. Sin embargo, Rydberglos átomos son notablemente difíciles de controlar.
"El objetivo principal del estudio era acercar los átomos de Rydberg a las nanofibras", dijo Krishnapriya Subramonian Rajasree, estudiante de doctorado en OIST y primer autor del estudio. "Esta configuración crea un nuevo sistema para estudiarinteracciones entre átomos de Rydberg y superficies de nanofibras "
átomos inusuales
Para llevar a cabo su investigación, los científicos utilizaron un dispositivo llamado trampa magnetoóptica para capturar un grupo de átomos de rubidio Rb. Redujeron la temperatura de los átomos a aproximadamente 120 microKelvin, fracciones de un grado por encima del cero absolutoy ejecutó una nanofibra a través de la nube atómica.
Entonces, los científicos excitaron los átomos de Rb a un estado de Rydberg más enérgico, usando un haz de luz de 482 nm que viajaba a través de la nanofibra. Estos átomos de Rydberg, que se formaron alrededor de la superficie de la nanofibra, son más grandes que sus contrapartes normales.los electrones de los átomos ganaron energía, se alejaron del núcleo atómico, creando átomos más grandes. Este tamaño inusual aumenta la sensibilidad de los átomos a su entorno y a la presencia de otros átomos de Rydberg.
A través de su experimento, los científicos colocaron los átomos de Rydberg dentro de meros nanómetros de la nanofibra óptica, permitiendo una mayor interacción entre los átomos y la luz que viaja en la nanofibra. Debido a sus propiedades anormales, los átomos de Rydberg escaparon de la trampa magnetoóptica.Los científicos pudieron comprender aspectos del comportamiento del átomo de Rydberg al examinar cómo la pérdida de átomos dependía de la potencia y la longitud de onda de la luz.
La capacidad de usar la luz que viaja en una nanofibra óptica para excitar y luego controlar los átomos de Rydberg puede ayudar a allanar el camino hacia los métodos de comunicación cuántica, al tiempo que anuncia el progreso incremental hacia la computación cuántica, dijeron los científicos.
"Comprender las interacciones entre la luz y los átomos de Rydberg es crucial", dijo el Dr. Jesse Everett, un investigador postdoctoral en OIST y coautor del estudio. "Aprovechar estos átomos podría permitir el enrutamiento seguro de las señales de comunicación usando muypequeñas cantidades de luz "
En el futuro, los investigadores esperan seguir estudiando las propiedades de los átomos de Rydberg junto con las nanofibras ópticas. En futuros estudios, tienen la intención de observar átomos de Rydberg que sean incluso de mayor tamaño, para explorar las posibilidades y los límites de este sistema.
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Original escrito por Anna Aaronson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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