Исследователи разработали метод манипуляции электронами за пределами пространственных границ трех измерений в ридберговских атомах.
Состояние Ридберга возникает когда электрон переходит в высоковозбужденное состояние, увеличивая свою орбиту, в результате чего размер атома увеличивается в тысячи раз больше обычного. Такие атомы имеют множество энергетических уровней, часть из которых удалена от ядра и электроны могут дискретно перемещаться между ними под действием электромагнитных импульсов.
Физики из Университета Райса нашли способ очень точного контроля их движение в ультрахолодном состоянии. Это позволило им перемещать заряженные частицы таким образом, которым невозможно в привычном нам трехмерном пространстве.
Используя лазеры для охлаждения атомов стронция и микроволны с чередованием слабой и сильной связи для манипуляции электронами, команда создала одномерную решетку, известную как система Су-Шриффера-Хигера. Второй набор лазеров возбуждал атомы до множества связанных высоких ридберговских состояний.
Такая система обладает множеством распределенных квантовых энергетических уровней, которые могут быть связаны микроволнами, позволяющих высоковозбужденному электрону перемещаться между ними. Динамика в этом «синтетическом измерении» математически эквивалентна перемещению частицы между узлами кристаллической решетки.
Эксперимент показал, как частицы движутся через одномерную решетку или, в некоторых случаях, застывают на краях, даже если у них достаточно энергии для движения. Это относится к свойствам материала, которые можно описать с точки зрения топологии.
Такие процессы можно использовать в квантовой информатике.
Ранее мы также сообщали о том, что ученые нашли новый способ манипулирования магнетизмом с помощью света.
Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.