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Una nueva técnica para estabilizar el vapor de metales alcalinos puede impulsar las computadoras cuánticas

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Los investigadores han encontrado una forma de estabilizar los vapores de metales alcalinos, proporcionando acceso a electrones individuales según sea necesario, lo que podría ayudar enormemente al desarrollo de la computación cuántica y otras tecnologías.

Los científicos desarrollan una nueva técnica para estabilizar el vapor de metales alcalinos

Científicos de la Universidad de Bath (UB) han publicado un nuevo artículo esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza que detalla una nueva técnica para estabilizar el vapor de metal alcalino, dando acceso a electrones individuales de elementos como litio, sodio y potasio. Estos electrones pueden usarse para realizar operaciones lógicas o proporcionar un medio de almacenamiento de datos para computadoras cuánticas, usarse en equipos de diagnóstico médico o proporcionar el tipo de medidas precisas necesarias para alimentar un reloj atómico.

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"Estamos muy entusiasmados con este descubrimiento porque tiene muchas aplicaciones en tecnologías actuales y futuras", dijo el profesor Ventsislav Valev, del Departamento de Física de la UB, que dirigió la investigación. "Sería útil en enfriamiento atómico, en relojes atómicos, en magnetometría y en espectroscopía de ultra alta resolución".

El potencial de vapores de metales alcalinos se conoce desde hace algún tiempo. Estos elementos tienen un solo electrón en su "capa" más externa alrededor del núcleo, lo que hace que un electrón individual sea teóricamente fácil de extraer. El problema es mantener la presión sobre el vapor dentro de un espacio cerrado que es necesario para acceder a las propiedades cuánticas del vapor de metal alcalino. Hasta ahora, los métodos existentes para lograr esto, como calentar el contenedor que contiene el vapor, no solo son lentos y costosos, sino que son muy difíciles de ampliar para su uso en aplicaciones más grandes.

Lo que Valev y su equipo de investigación en la UB, junto con colegas de la Academia de Ciencias de Bulgaria (BAS), descubrieron una nueva técnica para calentar vapor de metales alcalinos en espacios cerrados, como un tubo de fibra óptica, de una manera que es a la vez rápida y altamente reproducible. Al recubrir el interior de los contenedores con nanopartículas de oro cientos de miles de veces más pequeñas que la cabeza de un alfiler, se puede usar una luz láser verde que estas nanopartículas absorberán rápidamente y convertirán en energía térmica que luego puede estabilizar el vapor de metal alcalino en el interior. El contenedor.

"Nuestro recubrimiento permite un control externo rápido y reproducible de la densidad del vapor y la profundidad óptica relacionada", dijo Valev, "crucial para la óptica cuántica en estas geometrías confinadas".

Además, las nanopartículas no interrumpieron el estado cuántico de ningún átomo con el que entraron en contacto.

"En esta prueba de principio", dijo el profesor asociado Dimitar Slavov, del Instituto de Electrónica de BAS, "se demostró que iluminar nuestro recubrimiento supera significativamente a los métodos convencionales y es compatible con los recubrimientos de polímeros estándar utilizados para preservar estados cuánticos de átomos individuales y conjuntos coherentes. . "

La Dra. Kristina Rusimova, becaria premiada del Departamento de Física de la UB, cree que su trabajo es solo el primer paso. "Es posible realizar más mejoras en nuestro recubrimiento ajustando el tamaño de las partículas, la composición del material y el entorno del polímero", dijo. "El recubrimiento puede encontrar aplicaciones en varios contenedores, incluidas celdas ópticas, trampas magneto-ópticas, micro celdas, capilares y fibras ópticas de núcleo hueco".


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Comentarios:

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