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蘇塞克斯大學量子系統與器件實驗室的Amruta Gadge博士在距離實驗室兩英裡遠的家裡遠程成功地創造了一個玻色-愛因斯坦凝結體(Bose-Einstein Condensate,簡稱BEC)。據了解,這是第一次在沒有BEC的實驗室中遠程創建BEC。
研究團隊認為,這項成果可以為在太空等難以接近的環境中操作量子技術提供藍本。
蘇塞克斯大學實驗物理學教授Peter Krüger說:"這種遠程量子技術還有更廣泛的影響。增強遠程實驗室控制能力對於在太空、地下、潛艇或極端氣候等難以接近的環境中操作量子技術的研究應用具有重要意義。"
一個BEC由數十萬個原子組成的雲團,被冷卻到比冰點低十幾億倍的納米開爾文溫度。在這一點上,這些原子具有不同的特性,並作為一個量子物體一起行動。這個量子物體具有特殊的特性,可以感知到非常低的磁場。
Krüger教授說:"我們使用雷射和無線電波冷卻的多個精心計時的步驟,在這些超低溫度下製備出的銣氣。這就需要在實驗室裡警惕地監測環境條件的基礎上,通過計算機精確地控制雷射、磁鐵和微晶片中的電流,而沒人能夠親臨現場檢查。"
量子系統和器件組在過去的九個月裡,一直在努力讓第二個實驗室與BEC持續運行,作為一個更廣泛的項目的一部分,開發一種新型的磁顯微鏡和其他量子傳感器。
該研究小組利用原子氣體作為磁傳感器接近各種物體,包括新型先進材料、細胞中的離子通道和人腦等。
捕獲的冷量子氣體被控制,可以製造出極其精確的傳感器,是檢測和研究新材料、幾何結構和器件的理想選擇。
研究團隊正在開發他們的傳感器,將應用於許多領域,包括電動汽車電池、觸控螢幕、太陽能電池和腦部成像等醫學進步領域。
蘇塞克斯大學量子物理與技術研究所研究員Gadge博士在她的家中進行了複雜的計算,然後通過遠程訪問實驗室的電腦,進行優化和運行序列。
她說:"我們已經好幾個星期沒能進入實驗室。但我們決心要繼續進行研究,所以我們一直在探索遠程運行實驗的新方法。這是一個巨大的團隊努力的結果。這個過程比我在實驗室裡的時候慢了很多,因為實驗不穩定,每次運行之間要給10-15分鐘的冷卻時間。這顯然不如手工做的效率高,也更費力,因為我無法像在實驗室工作時那樣進行系統的掃描或修復不穩定的情況。「