Теперь теоретическое исследование, разработанное исследователями из Университета Барселоны и Института фотонных наук (ICFO) и опубликованное в Nature Communications, предлагает метод генерации такого типа состояний в двумерных системах ультрахолодных атомов с возможными приложениями в квантовой физике. компьютер.«Исследование сочетает в себе несколько современных идей, таких как создание искусственных магнитных полей, которые позволяют изучать такие явления, как дробные квантовые состояния Холла (которые приводят к состояниям Лафлина) в системах, состоящих из нейтральных атомов, и использование наноплазмонных планарных ловушек (a тип коллективных колебаний электронов проводимости в металле на квантовом уровне), чтобы ограничить систему в двумерной области », — отмечает Бруно Хулиа, исследователь из Университета Барселоны и первый автор статьи.Согласно численному моделированию, ультрахолодные атомы будут подвешены над металлической поверхностью под действием наноплазмонного поля.
Как только атомы расположены таким образом, они будут освещены лазером, который позволит создать искусственное магнитное поле, которое заметят атомы, как это происходит с электронами на металлической пластине. «Это новаторское исследование, потому что нам удалось объединить основы нанотехнологии с физикой ультрахолодных атомов», — объясняет Мацей Левенштейн, исследователь из ICFO.Для достижения взаимодействия между атомами, которое сначала запрещено принципом Паули, квантово-механическим принципом, согласно которому никакие два идентичных фермиона не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии одновременно, и поведением, аналогичным отталкиванию зарядов электронов, необходимо виртуальное возбуждение каждого атома. используется для создания межатомной силы, и ее интенсивность можно регулировать экспериментальным путем.
Работа является результатом сотрудничества между отделом структуры и составляющих материи на физическом факультете Университета Барселоны и группами по теоретической квантовой нанофотонике и теории квантовой оптики Института фотонных наук (ICFO).