Nanotecnologia

Raio trator captura átomos individuais

Raio trator captura átomos individuais
Câmara de vácuo onde funciona o raio trator infravermelho. [Imagem: Institute for Photonics and Advanced Sensing]

Raio trator para átomos

Todos gostaríamos de um raio trator capaz de puxar naves espaciais, nem que fosse apenas para nos livrarmos do lixo espacial - ou talvez para rebocar nosso carro quando ele pifa.

Mas essa tecnologia, que já puxa, breca e empurra partículas pequenas, está avançando no outro sentido dimensional, rumo aos átomos.

Este novo raio trator usa luz para puxar átomos para um buraco microscópico no centro de uma fibra óptica especial.

Isso abre o caminho para uma série de novos experimentos, da manipulação dos qubits da computação quântica à criação de novos materiais e catalisadores por meio de uma dopagem extremamente seletiva.

O raio trator dispara um feixe de luz infravermelha que interage com os átomos de forma a arrastá-los para a parte mais intensa do feixe de luz, puxando-os para dentro da fibra óptica.

"Embora os raios tratores sejam verdes ou azuis nos filmes, neste caso a armadilha é feita de luz infravermelha invisível. O feixe agarra átomos que estão flutuando em uma câmara quase completamente vazia de gás - uma pequena amostra do espaço exterior na Terra," explicou o professor Ashby Hilton, da Universidade de Adelaide, na Austrália.

Raio trator captura átomos individuais
Esquema do raio trator óptico. [Imagem: 10.1103/PhysRevApplied.10.044034]

Experimentos em átomos

"Cada átomo que entra no raio trator é puxado para dentro da fibra - não há como escapar. E, uma vez sugado para o interior da fibra óptica, os átomos podem ser mantidos por longos períodos de tempo. Nossos experimentos mostram que podemos controlar a luz com muita precisão para produzir exatamente as condições certas para controlar os átomos," descreveu Hilton.

"O que é realmente emocionante é que agora temos a possibilidade de fazer experimentos quânticos nesses átomos aprisionados. Nossos primeiros experimentos tentarão usar esses átomos armazenados como elementos de uma memória quântica. Esperamos que nosso trabalho possa eventualmente fazer parte de canais de comunicações absolutamente seguros," acrescentou o professor Philip Light, membro da equipe.

O próximo passo, no qual a equipe já está trabalhando, consiste em tentar alocar os átomos dentro de um cone oco de luz, em vez de em um feixe de luz "sólido".

Nesta nova configuração, os átomos serão mantidos no centro do cone de luz, onde é perfeitamente escuro, o que é importante para proteger os átomos do enorme "ruído" imposto pela luz intensa, facilitando os experimentos.

Bibliografia:

High-efficiency cold-atom transport into a waveguide trap
A. P. Hilton, C. Perrella, F. Benabid, B. M. Sparkes, A. N. Luiten, P. S. Light
Physical Review Applied
Vol.: 10, 044034
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.10.044034




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