Enfriando átomos neutros en pinzas ópticas

Para invetigar el mundo mecánico cuántico, y tal vez algún día usarlo para supercomputación, los científicos deben aislar y controlar sistemas cuánticos individuales. Los iones aislados son fáciles de atrapar, pero otro prometedor candidato es el átomo neutro, que es menos sensible a los campos eléctricos cercanos que se desvían. En un trabajo reciente, se ha demostrado que un átomo sujeto por un fuertemente enfocado haz láser, conocido como pinza óptica, puede ser enfriado mediante láser de forma efectiva en su estado cuántico fundamental, donde su naturaleza cuántica es más claramente expuesta y manipulada.

La insensibilidad de un átomo neutro a los campos externos desafortunadamente lo hace difícil de confinar fuertemetne en el tipo de trampa electromagnética usada para iones. Ese tipo de confinamiento tan pequeño crea grandes separaciones de energía entre diferentes modos de vibración de un ion, haciendo que sea relativamente fácil congelar sus movimientos en estados de baja energía. En un esquema establecido, conocido como la banda lateral de enfriamiento de Raman, por ejemplo, una pareja de láseres se ajusta de manera que es absorbido en su mayoría por iones que están vibracionalmente excitados, y entonces el láser los devuelve a un estado menos excitado. Los investigadores mostraron que unas pinzas ópticas debidamente configuradas pueden sujetar lo suficientemetne fuerte un átono neutro para que sea enfriado de la misma manera, de manera que un átomo de rubidio atrapado se situó en sus estado fundamental con un 90% de probabilidad. En el futuro, las pinzas podrán mover el átomo atrapado por el entorno para permitir interacciones cuánticas controladas con otros átomos o circuitos externos.

Via physics.aps