Timu ya msomi GUO Guangcan wa Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha China (USTC) cha Chuo cha Sayansi cha China kimepata maendeleo muhimu katika utafiti wa baridi. chembe picha zenye azimio kuu. Timu ilipata taswira ya azimio bora zaidi ya ayoni moja katika mfumo wa mtego wa ioni. Matokeo yalichapishwa katika Kimwili Review Letters.
Mfumo wa atomi baridi ni jukwaa bora la majaribio la kusoma fizikia ya quantum, na vile vile mfumo muhimu wa mwili wa utafiti wa majaribio juu ya uigaji wa quantum, kompyuta ya quantum, na kipimo cha usahihi wa quantum. Mojawapo ya mbinu za msingi za majaribio katika mfumo wa atomi baridi ni taswira ya chembe moja yenye azimio la juu. Katika miaka kumi iliyopita, teknolojia ya picha ya hadubini ya mfumo wa atomi baridi imekua haraka. Hata hivyo, teknolojia mpya zilizotengenezwa bado zimepunguzwa na kikomo cha msingi cha diffraction ya macho, na azimio linaweza kufikia tu utaratibu wa urefu wa macho. Ni vigumu kusoma matukio ya quantum kuhusiana na maelezo ya kazi ya wimbi. Kusoma shida kama hizi kunahitaji taswira ya azimio bora ya macho.
Upigaji picha wa azimio bora zaidi umeundwa na kuwa zana iliyokomaa katika nyanja za kemia na baiolojia. Hata hivyo, kutokana na uchangamano wa majaribio baridi ya atomi, ni changamoto sana kutumia teknolojia ya upigaji picha yenye mwonekano wa juu zaidi kwa mifumo baridi ya atomi. Kabla ya hili, ulimwengu bado haujafanya maendeleo kwenye taswira ya moja kwa moja ya azimio kuu ya atomi moja (ioni).
Katika utafiti huu, watafiti walipitisha wazo kuu la hadubini ya Utoaji Utoaji Uliochochewa (STED) katika uwanja wa kufikiria wa azimio kuu la classical, na walichanganya na uanzishaji wa hali ya atomiki na teknolojia ya kusoma ya mfumo wa atomi baridi. Waligundua taswira iliyosuluhishwa zaidi ya atomi moja baridi (ioni) moja kwa moja kwa mara ya kwanza.
Matokeo ya majaribio yalionyesha kuwa azimio la anga la njia ya kupiga picha inaweza kuzidi kikomo cha diffraction kwa amri zaidi ya moja, na azimio la picha la 175 nm linaweza kupatikana kwa kutumia lens lengo na aperture ya nambari ya 0.1 tu.
Ili kuonyesha zaidi faida ya azimio la wakati wa njia hii, watafiti walipata azimio la wakati wa 50 ns na nafasi ya ioni moja. usahihi ya nm 10, na ilitumia njia hii kukamata kwa uwazi mizunguko ya haraka ya ioni kwenye mtego. Kinadharia, kwa kuongeza kipenyo cha nambari cha lengo la upigaji picha na uwiano wa kutoweka katikati wa mwanga uliopungua (sehemu ya donati), azimio la anga linaweza kuboreshwa zaidi hadi chini ya nm 10.
Mbinu hii ya majaribio inaweza kupanuliwa hadi kwenye upimaji wa miili mingi na uwiano wa mifumo ya atomi baridi, na ina upatanifu mzuri na mifumo mingine baridi ya atomi. Inaweza kutumika kwa lati za macho, kibano cha atomi kisicho na upande, na mifumo baridi ya mseto ya atomi-ioni.
Rejea: "Upigaji picha uliosuluhishwa sana wa Chembe Moja ya Baridi kwa Nyakati za Nanosecond" na Zhong-Hua Qian, Jin-Ming Cui, Xi-Wang Luo, Yong-Xiang Zheng, Yun-Feng Huang, Ming-Zhong Ai, Ran He , Chuan-Feng Li na Guang-Can Guo, 23 Desemba 2021, Kimwili Review Letters.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.263603
