當(dāng)您無法親眼看到正在研究的系統(tǒng)都由哪些組件構(gòu)成時(shí)，如何確保研究的順利進(jìn)行?這其實(shí)就是研究離子晶格中電子的量子行為所面臨的挑戰(zhàn),。加州大學(xué)圣地亞哥分校物理系提出的解決方案是建造一個(gè)稍大一些的模型,，并將用于原子觀察的組件移至一個(gè)光學(xué)晶格中。然而,，實(shí)現(xiàn)該解決方案的挑戰(zhàn)是如何將原子冷卻到絕對(duì)零度,，然后用激光脈沖將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿切尉Ц窠Y(jié)構(gòu)。這就要求激光脈沖具備超強(qiáng)的精準(zhǔn)性,，并且在控制激光束信號(hào)時(shí)做到無噪音,。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Spectrum儀器所推出的M4i.6622-x8任意波形發(fā)生器成為了首選,。
Spectrum 儀器AWG卡 M4i.6622-x8: 4通道,，速度625 MS/s
負(fù)責(zé)該項(xiàng)目研究的副教授Julio Barreiro博士解釋道:“為了操縱單個(gè)原子，我們需要從每一個(gè)激光脈沖中精準(zhǔn)的釋放出準(zhǔn)確的能量,。一位在加州理工學(xué)院的同事向我推薦Spectrum儀器生產(chǎn)的高精準(zhǔn)度AWG,。此前，他曾在研究中使用這款A(yù)WG移動(dòng)單個(gè)原子,。這種超精準(zhǔn)和無噪音的產(chǎn)品表現(xiàn)正是我們迫切需要的,，否則我們將無法在研究中移動(dòng)原子。更糟糕的是如果無法降低噪音,，還會(huì)使原子升溫,。”
真空實(shí)驗(yàn)環(huán)境
首先，需要將真空室中的幾百萬個(gè)鍶原子冷卻到幾百納米學(xué)位以內(nèi)的絕對(duì)零度,。其次,，利用激光脈沖將超冷原子移動(dòng)到如同煎餅一樣的平板上。第三步,，將三束激光置于同一平面,，彼此間距為120度，然后依次發(fā)射來推動(dòng)原子形成同步的三角形圖案,。這些跳躍的原子模擬了離子晶格中電子的量子行為,。Barreiro博士補(bǔ)充道：“這為我們提供了量子行為模型,，使我們能夠通過超靈敏的相機(jī)觀察到不斷變化的狀況，進(jìn)而將我們的預(yù)測結(jié)果和計(jì)算機(jī)在現(xiàn)實(shí)中的模擬情況進(jìn)行比對(duì),。這是我們此前無法在電子級(jí)別中實(shí)現(xiàn)的,。”為了進(jìn)行尺寸比較，該模型能夠在500nm的尺寸下工作,，而晶格中的電子僅為埃,。在一個(gè)三角晶格中，原子精確和協(xié)調(diào)的移動(dòng)是由多通道輸出的Spectrum AWG控制多個(gè)三聯(lián)激光頻率實(shí)現(xiàn)的,。
激光束的運(yùn)作
這項(xiàng)藍(lán)天研究成為了第二次量子革命的一部分,，其應(yīng)用范圍包括量子計(jì)算機(jī)材料中的量子效應(yīng)研究，以及量子化學(xué)的分子結(jié)構(gòu),，這些材料可用于新藥物的創(chuàng)造,。
Barreiro博士 (圖右) 監(jiān)測實(shí)驗(yàn)過程
Barreiro博士表示:“Spectrum儀器的AWG輸出質(zhì)量卓越，性價(jià)比也非常高,。我們對(duì)比了市場同類型的卡片解決方案,，其精準(zhǔn)度和超低噪音性能遠(yuǎn)達(dá)不到我們的要求。雖然大廠商提供的獨(dú)立設(shè)備解決方案和Spectrum儀器的性能不相上下,，但是因?yàn)槭前娫?、控制系統(tǒng)和屏幕的整體設(shè)備，價(jià)格十分昂貴,。Spectrum卡的價(jià)格僅為其三分之一,，且僅需要搭配一臺(tái)幾百美元的電腦即可使用。Spectrum儀器公司的解決方案可以精準(zhǔn)的滿足我們對(duì)性能的需求,，而且還能通過Spectrum儀器提供的軟件在電腦進(jìn)行編程,，完美符合了我們的需求。”
Spectrum首席技術(shù)官Oliver Rovini補(bǔ)充道:“全球各大科研院所是我們的主要市場之一,，因?yàn)镾pectrum儀器旗下的AWG和數(shù)字化儀無論從質(zhì)量和精準(zhǔn)度都能夠完美的符合其需求,。我們對(duì)產(chǎn)品非常有信心，這不僅源于我們領(lǐng)先的技術(shù),，還源于我們提供的五年質(zhì)保,。此外，Spectrum儀器提供的均為模塊化產(chǎn)品,，因此我們能夠根據(jù)客戶的需求量身打造解決方案,。最重要的是，我們的產(chǎn)品非常符合長期項(xiàng)目的需求,，在用戶使用期間能夠靈活的更換卡片以適應(yīng)其需求,。這也是歐洲核子研究組織(CERN)和德國DESY選擇我們的重要原因。”
