Erstes erfolgreiches Laser-Trapping von kreisförmigen Rydberg-Atomen

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Rydberg-Atome, d.h.

Atome in einem hoch angeregten Zustand, haben mehrere einzigartige und vorteilhafte Eigenschaften, darunter eine besonders lange Lebensdauer und große Empfindlichkeit gegenüber äußeren Feldern.

Diese Eigenschaften machen sie wertvoll für eine Vielzahl von Anwendungen, zum Beispiel für die Entwicklung von Quantentechnologien.Damit Rydberg-Atome in der Quantentechnologie effektiv genutzt werden können, müssen die Forscher sie jedoch zunächst einmal einfangen können.

Während eine Reihe von Studien das Einfangen von Rydberg-Atomen mittels magnetischer, elektrischer oder Lasertechnologie gezeigt haben, waren die bisher erreichten Einfangzeiten relativ kurz, typischerweise um 100μs.Forscher am Laboratoire Kastler Brossel (LKB) haben kürzlich eine längere 2-D-Lasereinfangzeit von kreisförmigen Rydberg-Atomen von bis zu 10 ms erreicht.

Die von ihnen angewandte Methode, die in einem in Physical Review Letters veröffentlichten Papier beschrieben wird, könnte aufregende neue Möglichkeiten für die Entwicklung der Quantentechnologie eröffnen.”Unsere Forschungsgruppe am LKB ist eine der wenigen weltweit, die kreisförmige Rydbergstufen von Atomen vorbereiten und manipulieren können”, erklärte Clément Sayrin, einer der Forscher, die die Studie durchgeführt haben, gegenüber Phys.org.

Unsere Gruppe hat eigentlich eine lange Erfahrung in der Arbeit mit kreisförmigen Rydberg-Atomen, die bis in die 1970er/1980er Jahre und auf die Arbeit von Serge Haroche zurückgeht.

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Ein bedeutender Teil unserer Forschungsaktivitäten ist nun der Verwendung dieser Atome in Quantentechnologien gewidmet”.Die meisten bisher entwickelten Quantensimulatoren mit Rydberg-Atomen verwenden nicht-kreisförmige Rydberg-Atome.

Diese Technologien wurden zuerst von einer Forschungsgruppe am Institut d’Optique Graduate School (IOGS) in Palaiseau unter der Leitung von Antoine Browaeys und Thierry Lahaye sowie von einem Team in Harvard unter der Leitung von Mikhail Lukin entwickelt.Obwohl diese Simulatoren bemerkenswerte Ergebnisse erzielt haben, wurden ihre Fähigkeiten durch die Tatsache begrenzt, dass die Rydberg-Atome in ihrem Inneren nicht eingefangen wurden und sich daher während des Betriebs des Systems weiter bewegten…..

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