Jak podkreślają jego twórcy, to pierwsze takie urządzenie na całym świecie, które jest przystosowane do obserwacji pojedynczych gazów kwantowych strontu. Ze względu na możliwość prowadzenia symulacji kwantowych, sposobów jego wykorzystania jest bardzo dużo.
Czytaj też: Nowa metoda pomiaru z kwantowym podłożem. Pomogło zjawisko znane od XIX wieku
Na czym w ogóle polega to podejście? Chodzi o przekształcanie rozbudowanych układów tak, aby dało się nimi zdecydowanie łatwiej zarządzać. To z kolei toruje drogę do uzyskiwania odpowiedzi na pytania, które wcześniej pozostawały poza zasięgiem badaczy. O szczegółach całego projektu jego uczestnicy piszą w PRX Quantum.
W tym konkretnym przypadku inżynierowie skupili się na ekspertyzach poświęconych układom kwantowym na poziomie atomowym. Pozwala to na identyfikację pojedynczych atomów i to z bardzo wysoką rozdzielczością. O ile jednak wcześniej używano w tym celu atomów o prostszych cechach widma optycznego, takich jak potas i lit, tak teraz naukowcy postawili na bardziej wymagającego przeciwnika, czyli stront.
Mikroskop kwantowo-gazowy zaprojektowany przez hiszpańskich naukowców pozwala na obserwowanie pojedynczych atomów z bardzo wysoką rozdzielczością
Ale nie chodziło wyłącznie o zwiększenie poziomu trudności, lecz potencjał strontu w kontekście prowadzenia obliczeń i symulacji kwantowych. Wykorzystując chmurę atomów strontu fizycy są w stanie utworzyć atomowy procesor kwantowy. Takowy wykazuje możliwości zdecydowanie przewyższające pozostające obecnie w użytku komputery.
Członkowie zespołu badawczego obniżyli temperaturę gazowego strontu, wykorzystując w tym celu wiązki lasera. Takie podejście pozwala na schłodzenie do wartości bliskich zeru absolutnemu i to w ciągu milisekund. W takich warunkach atomy mogą wykazywać nieobserwowane wcześniej właściwości, co jest oczywiście po myśli naukowców. Mają wtedy dostęp do zjawisk pokroju superpozycji kwantowej.
Czytaj też: Prędkość światła w zasięgu ludzkości. Efekt Casimira opisuje, jak ją osiągnąć
Kolejny etap eksperymentu polegał na użyciu innego lasera do utworzenia sieci optycznej. Odpowiadała ona za utrzymywanie atomów w konfiguracji mającej formę siatki. Kluczowym momentem było natomiast użycie mikroskopu do obrazowania strontu atom po atomie. Powstały nagrania ukazujące atomy poruszające się w nietypowy sposób: wystąpiła wtedy nadciekłość, czyli stan charakteryzujący się całkowitym zanikiem lepkości. Jak sugerują autorzy, dzięki dokonanym postępom można się teraz spodziewać odkrywania nieznanych do tej pory stanów skupienia materii.
