Atom-optika<br/>

A most felfedezett atom-optikai jelenség akár a kvantumszámítógépek megalkotását is elősegítheti.

Fizikusok ultrahideg hőmérsékleten elérték, hogy atomok az áramjárta vezetőn kívül vándoroljanak, új utat nyitva ezzel az atomok helyváltoztatásában. Ez a technika használható lehet a kicsiny nanostruktúrák atomjainak manipulálásában - hasonlóan ahhoz, ahogy elektronok száguldanak az integrált áramkörök körül. Az ilyen "atom-optika" még a kvantumszámítógépek elemeinek létrehozásában is segíthet.
Nem könnyű az egyedülálló atomokat manipulálni. Először is be kell fogni őket egy magneto-optikai csapdába - ez egy olyan eszköz, amely egy kis "atom-ködöt" fogva tart egy mágneses mezőben, és lehűti majdnem az abszolút nulla fokra. Eddig csak két módszerrel sikerült a csapdába zárás után az atomokat mozgatni: egyrészt a mágneses mező forgatásával, másrészt úgy, hogy a gravitáció hatására mozogtak lefelé. Most a kísérleti fizikus Jörg Schmiedmayer és kollégái az innsbrucki egyetemen egy új adalékot szolgáltattak az atomoptikusok eszközkészletéhez: az áramjárta vezetékek irányíthatják az atomokat éppúgy, mint ahogy egy optikai szál továbbítja a fényt.
Az áram létrehoz egy mágneses teret, amely vonzza az atomok kicsi mágneses terét. A kvantumtulajdonságok miatt az atom mágneses tere párhuzamosan beáll a vezeték mágneses terével egyező vagy ellenkező irányba. Amikor a mágneses terek ellentétes irányban álltak, Schmiedmayer a vezeték felé haladó atomokat észlelt. Ez a vonzás a vezeték alsó része felé is terelte őket. Az atomoknak a vezeték mágneses terével párhuzamos térrel történő irányításához a kutatók ráhelyeztek még egy mágneses teret a vezetékre. Ezáltal egyfajta alagút jött létre az egyik oldal mentén, ahol minimális volt a mágneses tér. Az atomok bementek ebbe az alagútba, így "szöktek meg" a vezeték mágneses terének taszításától. A kutatóknak sikerült felvételeket készíteniük rövid lézervillanások segítségével olyan atomokról, amelyek a vezeték mentén mozogtak.
Schmiedmayer elképzelése szerint ez a felfedezés elektronikus integrált áramkörökhöz hasonlóan lehet alkalmazható, és így a kvantum-komputertechnika fejlődését segíti majd. "Az oldalirányító vezeték beállítható egy felületre, és nanotechnológiával létrehozhatók egészen kicsi vezetők és struktúrák" - mondja. "Mi most valójában ilyen kicsi struktúrákat próbálunk létrehozni."
Ez a kutatás komoly lépés az integrált atom-optika létrehozása felé - mondja Wolfgang Ketterle a Massachusetts Technológiai Intézetből. Úgy gondolja, hogy a speciális vezetékek előnyökkel rendelkeznek mint mágneses atomcsapdák is a ma használatos terjedelmes eszközökkel szemben.