Fénykép készült egyetlen atomról

Új módszert fejlesztettek ki gyorsan mozgó semleges atomok izolálására, befogására - és lefotózására.

"Az általános iskolában azt tanultam, hogy egy atomot mikroszkóppal lehetetlen megpillantani. Nos, az én általános iskolai tanárom tévedett" - mondja Mikkel F. Andersen, akinek vezetésével az Otago Egyetem (Új-Zéland) fizikusai lézeres hűtési technológiát használtak egy csoport 85-ös tömegszámú rubídiumatom lelassítására. Ezt követően egy lézernyaláb "optikai csipeszként" különített el és ragadott meg közülük egy atomot, melyről így mikroszkópos felvétel készülhetett (lásd a képen). E technológia továbbfejlesztésével folyamatosan termelhetők csapdába esett atomok, melyek akár egyenként szállíthatók a nanoszerkezetek kialakításához. Most már tíz atom egy időben való fogvatartása is megoldott.

Ez jelentős lépés az atomoknak a komplex információfeldolgozási feladatokban való felhasználása, a következő generációs, ultragyors kvantumlogikai számítógépek felé. A hagyományos szilícium-alapú, egy adott pillanatban csak egy feladatot végző számítógépekkel ellentétben a kvantumszámítógépek számos hosszú és bonyolult számítást végezhetnek majd egyszerre. Ilyen feladat a titkos kódok feltörése, amely a mai számítógépeknek általában túl bonyolult.

A kvantumszámítógépben bizonyos feladatoknak az eddiginél hatékonyabb elvégzésére 30 atomból álló halmazra van szükség. A kutatók a befogott atomok állapota közötti, a távolságnak ellenálló kvantummechanika "összefonódást" is meg akarják valósítani. Ez egyfajta távolságfüggetlen kommunikációt jelent az atomok között.

Egy atom olyan apró, hogy 10 000 000 000-t (tízmilliárdot) kell egymás mellé tenni, hogy egy méter hosszú sort kapjunk. Az ionokkal ellentétben a semleges atomokat nehéz elkapni, mert az elektromos tér nem változtatja meg sebességüket. A atomok sebessége általában a hangsebesség közelében van, így azok nehezen manipulálhatók. Ez az oka, hogy eddig csak háromféle nehéz semleges atomot sikerült lefényképezni: rubidium-85, rubidium-87 és cézium-133 atomot.