物理学家使激光束在真空中可见

波恩大学开发出一种新方法简化了量子光学实验的超精确调整。

一束光只有当它击中物质粒子并被它们散射或反射时才能被看到。因此，在真空中，它是看不见的。波恩大学的物理学家们现在已经开发出一种方法，使激光束即使在真空下也能被可视化。这种方法也可以更容易地操纵单个原子所需的超精确的激光对准。研究人员现在已经在《应用物理评论》杂志上展示了他们的方法，该研究论文题为“Gautam Ramola et al, Ramsey Imaging of Optical Traps”。

当单个原子相互作用时，由于它们的量子行为，它们经常表现出不寻常的行为。例如，这些效应可以用来建造所谓的量子计算机，用来解决传统计算机难以解决的某些问题。然而，对于这样的实验，必须将单个原子精确地调整到正确的位置。波恩大学应用物理研究所的Andrea Alberti博士解释说:“可以说，我们通过使用作为光传送带的激光束，达到了这一目的。”

这种光传送带包含无数的口袋，每个口袋里都能装下一个原子。这些口袋可以随意来回移动，使原子可以被运送到空间中的特定位置。如果你想让原子向不同的方向移动，你通常需要许多这样的传送带。当更多的原子被运送到同一位置时，它们就可以相互作用。为了使这一过程在受控条件下进行，传送带的所有口袋必须具有相同的形状和深度。该研究的主要作者Gautam Ramola解释说:“为了确保这种均匀性，激光重叠的精度必须达到微米级。”

因此，波恩的研究人员使用原子本身来测量激光束的传播。“为了做到这一点，我们首先使用了一种特殊的激光，我们称之为椭圆偏振光，” Alberti解释道。当原子用这种方法制备的激光束照射时，它们会以一种独特的方式发生反应，然后改变它们的状态，这些变化可以非常精确地被测量到。

通过这种方法，研究人员成功地调整了四束激光，使它们在期望的位置相交。“在过去，这样的调整通常需要几周的时间，而且你仍然不能保证已经达到了最佳状态，”Alberti说。“但现在，按照我们的方法，只需要一天就能完成。”

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