Такая конвейерная лента света содержит бесчисленное количество карманов, каждый из которых может вместить один атом. Эти карманы можно перемещать вперед и назад по желанию, позволяя переносить атом в определенное место в космосе. Если вы хотите перемещать атомы в разных направлениях, вам обычно понадобится много таких конвейерных лент. Когда больше атомов транспортируется в одно и то же место, они могут взаимодействовать друг с другом.
Чтобы этот процесс происходил в контролируемых условиях, все карманы конвейерной ленты должны иметь одинаковую форму и глубину. «Чтобы обеспечить эту однородность, лазеры должны перекрываться с точностью до микрометра», – объясняет Гаутам Рамола, ведущий автор исследования.
Боб на футбольном стадионе
Эта задача менее тривиальна, чем кажется. Во-первых, это требует большой точности. «Это все равно, что навести лазерную указку с трибун футбольного стадиона, чтобы попасть в боб, находящийся на начальной точке», – поясняет Альберти. "Но это еще не все – вам нужно делать это с завязанными глазами."Это потому, что квантовые эксперименты проводятся в почти идеальном вакууме, где лазерные лучи невидимы.
Поэтому исследователи в Бонне использовали сами атомы для измерения распространения лазерных лучей. «Для этого мы сначала изменили лазерный свет характерным образом – мы также называем это эллиптической поляризацией», – объясняет Альберти. Когда атомы освещаются подготовленным таким образом лазерным лучом, они реагируют, изменяя свое состояние характерным образом.
Эти изменения можно измерить с очень высокой точностью. «Каждый атом действует как маленький датчик, который регистрирует интенсивность луча», – объясняет Альберти. "Изучая тысячи атомов в разных местах, мы можем определить местоположение луча с точностью до нескольких тысячных долей миллиметра."
Таким образом, исследователям удалось, например, настроить четыре лазерных луча так, чтобы они пересекались точно в желаемом месте. «Такая корректировка обычно занимает несколько недель, и у вас все равно нет гарантии, что был достигнут оптимум», – говорит Альберти. "С нашим процессом нам потребовалось всего около одного дня, чтобы сделать это."