Fizikai išmoko izoliuoti pavienius atomus

Praėjusį penktadienį IBM mokslininkai Ciūriche (Šveicarija) sugebėjo išmatuoti, kiek laiko pavienis atomas gali išsaugoti jame užkoduotą informaciją.

Tuo tarpu vakar Naujosios Zelandijos Otago universiteto mokslininkai paskelbė išbandę naują technologiją pavieniams atomams sugauti. Abu šie tyrimai - esminis proveržis, kuriant ir plėtojant femtotechnologijų sritį.

Naujosios Zelandijos Otago universiteto mokslininko Mikkel F. Anderseno vadovaujama tyrinėtojų komanda lazerių spinduliais sulėtino natūraliai pasireiškiančius atsitiktinius rubidžio-85 atomų grupės virpesius ir vėliau šiuos atomus izoliavo nuo aplinkos panaudodami optinio pinceto technologiją. Naudojant tokį metodą atomus galima sugauti ir izoliuoti 83% efektyvumu. Optinis pincetas iš tiesu yra sudarytas iš dviejų lazerių, kurie veikia tarsi vienas imobilizuojantis spindulys (angl. tractor beam). Anderseno komanda sugebėjo išlaikyti pavienį rubidžio atomą priešais specialią fotokamerą ir taip užfiksavo jo nuotrauką.

Naujoji technologija galėtų ženkliai supaprastinti kvantinės logikos kompiuterių tobulinimą - mažos atomų grupės galėtų būti panaudojamos kaip informaciją apdorojantys procesoriai. Priešingai nei tradiciniai dvejetainės logikos pagrindu veikiantys kompiuteriai, kvantiniai procesoriai galėtų atlikti daugybę sudėtingų operacijų vienu metu ir taip duomenis apdorotų didesne sparta.Andersenas sako, jog jo metodas kompiuterių inžinieriams leistų panaudoti maždaug 10 atomų grupeles vienu metu. Kitas planuojamų tyrimų etapas yra susieti šiuos atomus tarpusavyje, kad jie galėtų keistis informacija.

Antrasis išradimas paskelbtas praėjusį penktadienį. IBM mokslininkai žurnale "Science" publikavo straipsnį, kuriame aprašo pavienių atomų informacinėms savybėms išmatuoti skirtą technologiją. Tokie matavimai galėtų padėti specialistams tirti atomų elektrines ir magnetines savybes ir netgi manipuliuoti pavienių atomų sukiniais, taip sukuriant vadinamuosius spintronikos įtaisus.

IBM tyrimuose naudojo skenuojantį elektroninį tunelinį mikroskopą, kuriuo buvo stebima atskirų geležies atomų elgsena. Tokią analizę pavyko atlikti maždaug milijoną kartų greitesniu tempu lyginant su ankstesniais tyrimais. "Tai veikia panašiai kaip kolibrio sparnų mostų filmavimas didelės spartos video kamera", aiškinama "IBM Research" padalinio pranešime.

Paprastai skenuojantys tuneliniai mikroskopai veikia palyginti lėtai, todėl mokslininkai negali stebėti atomo veiklos realiu laiku. Tačiau naujas metodas leidžia užfiksuoti atomo judėjimą ir, pasinaudojant šia informacija, tirti atomo magnetinę orientaciją. Specialistai taip pat nustatė, jog greitis, kuriuo atomai keičia savo magnetinę orientaciją, priklauso nuo juos veikiančio magnetinio lauko stiprio. IBM teigia, jog šis atradimas gali padėti manipuliuoti atomų magnetinėmis savybėmis.