Onderzoekers van de Universiteit van Adelaide hebben zich verdiept in het rijk van Star Trek en creëerde een krachtige trekstraal - of door licht aangedreven energieval - voor atomen.

In plaats van ruimteschepen een ruimtestation in te zuigen, deze trekstraal trekt atomen in een microscopisch gaatje in het midden van een speciale optische vezel. Het maakt de weg vrij voor nieuwe kwantumexperimenten die kunnen leiden tot nieuwe veilige communicatie of geavanceerde detectietechnologieën.

Gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling toegepast , de onderzoekers van het University's Institute for Photonics and Advanced Sensing (IPAS) zeggen dat dit de eerste keer is dat wetenschappers een zeer efficiënte 'waveguide trap' hebben kunnen aantonen.

De Ph.D. student die de technologie heeft ontwikkeld, Ashby Hilton, zegt:"Hoewel trekstralen groen of blauw zijn in de films, in dit geval is de val gemaakt van onzichtbaar infrarood licht. De straal grijpt atomen vast die zweven in een kamer die bijna volledig is ontdaan van gas - een klein monster van de ruimte op aarde.

"Elk atoom dat de trekstraal binnenkomt, wordt de vezel ingetrokken - er is geen ontkomen aan. En als het eenmaal in het inwendige van de optische vezel is gezogen, kunnen de atomen voor lange tijd worden vastgehouden. Onze experimenten laten zien dat we licht heel nauwkeurig kunnen regelen om precies de juiste omstandigheden te creëren om atomen te beheersen."

De trekstraal werkt door het infrarood licht dat in wisselwerking staat met de atomen om een ​​verandering in energie te creëren die de atomen naar het meest intense deel van de lichtstraal drijft.

Hoofdonderzoeker Dr. Philip Light zegt:"Wat echt opwindend is, is dat we nu de mogelijkheid hebben om kwantumexperimenten te doen op deze ingesloten atomen. Onze eerste experimenten zijn bedoeld om deze opgeslagen atomen te gebruiken als elementen van een kwantumgeheugen. We hopen dat ons werk kan uiteindelijk deel uitmaken van een absoluut veilig communicatiekanaal dat duidelijk van groot belang is voor defensie, intelligentie en industrie."

De onderzoekers gaan nu naar de volgende fase waarin de trekstraal wordt gevormd uit een holle lichtkegel in plaats van een massieve lichtstraal. In deze nieuwe configuratie worden de atomen in het midden van de lichtkegel gehouden, waar het volkomen donker is.

"Dit is een buitengewoon krachtig idee - we kunnen de atomen verplaatsen en manipuleren, maar zijn in staat om de atomen te beschermen tegen het verstorende effect van intens licht, " zegt Dr. Light. De onderzoekers hebben in wezen een kwantumtrechter gecreëerd waarmee ze atomen langer kunnen leiden en vangen zonder hun delicate kwantumtoestand te verstoren.

IPAS-directeur professor Andre Luiten zegt:"Onze onderzoekers manipuleren en meten individuele atomen en moleculen om de wereld om ons heen waar te nemen. Dit nieuwe tijdperk van kwantumdetectie opent verschillende nieuwe mogelijkheden, van het proberen om ziekte te detecteren tot het vinden van bepaalde moleculen in de adem, om mijnwerkers en verdediging te helpen door abnormale magnetische velden te detecteren die verband houden met minerale afzettingen of geheime onderzeese activiteit."

Een video die de golfgeleiderval demonstreert, is hier te zien.