Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi!

Soğuk Atom Sistemleri ve İyon Tuzağı Sistemleri Ne İşe Yarar?

Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi! Tek Bir Soğuk Atom
4 dakika
6,664
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 1 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Tüm Reklamları Kapat

Çin Bilimler Akademisi'ne bağlı Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden (USTC) akademisyen Guo Guangcan'ın ekibi, soğuk atom süper çözünürlüklü görüntüleme araştırmalarında önemli bir ilerleme kaydetti. Ekip, bir iyon tuzağı sisteminde tek bir iyonun süper çözünürlüklü görüntüsünü elde etti. Çalışmanın sonuçları Physical Review Letters'da yayınlandı. Deneyi daha iyi anlayabilmek için Soğuk Atom Sistemi ve İyon Tuzağı Sistemlerine bir göz atalım.

Soğuk Atom Sistemi Nedir?

Bir soğuk atom sistemi; atomları aşırı düşük sıcaklıklara kadar (tipik olarak mutlak sıfırın üzerinde bir derecenin milyonda birinden daha azına) soğutmak ve hapsetmek için kullanılan bir dizi deneysel tekniktir. Soğutma tipik olarak lazer soğutma ve buharlaştırma tekniklerinin bir kombinasyonu ile gerçekleştirilir. Atomlar daha sonra manyetik ve/veya elektrik alanların bir kombinasyonu kullanılarak burada tutulur.

Atomları neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutan NASA'nın soğuk atom laboratuvarında atomları yavaşlatmak için kullanılan altı ince ayarlı lazer.
Atomları neredeyse mutlak sıfıra kadar soğutan NASA'nın soğuk atom laboratuvarında atomları yavaşlatmak için kullanılan altı ince ayarlı lazer.
NASA JPL

Böyle bir sistemde, atomlar temel durum adı verilen en düşük enerjiye sahip oldukları durumdadır. Bu nedenle atomlar çok yavaş hareket eder ve çok uzun bir Broglie dalga boyuna sahiptir, bu da yüksek hassasiyetli ölçümler yapılmasına imkân tanır. Soğuk atom sistemleri; atom fiziği, kuantum optiği, kuantum hesaplama ve metroloji gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tüm Reklamları Kapat

Soğuk atom sisteminin bir örneği, çok sayıda bozonun aynı kuantum durumunda olduğu bir madde durumu olan Bose-Einstein yoğunlaşmasıdır (BEC). BEC'ler tipik olarak bir bozon gazının mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara soğutulmasıyla oluşturulur. Bu sıcaklıklarda bozonlar; çok çeşitli kuantum olaylarını incelemek için kullanılabilen tek, tutarlı bir madde dalgası oluşturabilir.

Bose-Einstein Yoğuşması grafiği.
Bose-Einstein Yoğuşması grafiği.
NASA

Başka bir örnek, lazer ışınlarının girişimi tarafından oluşturulan periyodik bir potansiyelin kullanıldığı optik kafestir. Bu potansiyel, atomları tuzağa düşürmek ve Mott izolatörleri ve süperakışkanlar dahil olmak üzere çok çeşitli kuantum durumları oluşturmak için kullanılabilir.

Soğuk atom sistemleri; hassas ölçümler, kuantum hesaplama ve kuantum simülasyonu gibi alanlarda geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Yüksek hassasiyetleri ve kontrolleri nedeniyle temel fizik ve kuantum mekaniği araştırmalarında da kullanılırlar.

İyon Tuzağı Sistemi Nedir?

Bir iyon tuzağı sistemi; statik ve/veya salınımlı elektrik alanları kullanarak yüklü parçacıkları (tipik olarak iyonları) yakalamak ve manipüle etmek için kullanılan bir cihazdır. İyonlar, hareketlerinin ve iç durumlarının hassas kontrolüne ve manipülasyonuna izin verecek şekilde küçük bir uzay bölgesi ile sınırlanır.

Tüm Reklamları Kapat

Paul tuzakları, Penning tuzakları ve lineer tuzaklar dahil olmak üzere birkaç tür iyon tuzağı sistemi vardır. Paul tuzakları, iyonları radyal harekette yakalamak için statik ve salınımlı elektrik alanların bir kombinasyonunu kullanırken Penning tuzakları iyonları hem radyal hem de eksenel harekette yakalamak için manyetik ve elektrik alanların bir kombinasyonunu kullanır. Doğrusal tuzaklar, Paul tuzaklarına benzer; ancak iyonları doğrusal bir hareket halinde yakalar.

Paul Tuzağı Düzeni
Paul Tuzağı Düzeni
Wikipedia

Bir Paul tuzağında iyonlar, statik ve salınımlı elektrik alanların bir kombinasyonu ile uzayın küçük bir bölgesinde hapsedilir. Statik alanlar silindir şeklinde düzenlenmiş elektrotlar tarafından üretilirken salınımlı alanlar, elektrotlara radyo frekansı (RF) ve/veya mikrodalga sinyalleri uygulanarak üretilir.

Penning tuzağı, iyonları hem radyal hem de eksenel harekette yakalamak için manyetik ve elektrik alanların bir kombinasyonunu kullanır. Kullanılan manyetik alan, düzgün bir manyetik alandır ve iyonları radyal yönde sınırlamak için kullanılır, elektrik alansa iyonları eksenel yönde sınırlamayı sağlar.

Penning Tuzağı
Penning Tuzağı
Wikipedia

İyon tuzak sistemleri; atom fiziği, kuantum hesaplama ve metroloji dahil olmak üzere çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Tek tek iyonların özelliklerini incelemek ve yüksek hassasiyetli ölçümler yapmak için özellikle yararlıdırlar.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

İyon tuzak sistemleri; yüksek hassasiyet, kontrol ve uzun tutarlılık süreleri nedeniyle tutulan iyonların kübit olarak kullanılabileceği kuantum hesaplama ve kuantum simülasyonunda da kullanılır. Ayrıca temel sabitlerin hassas ölçümleri ve hapsolmuş iyonların spektroskopisi için kullanılırlar.

Peki Bu Çalışmada Ne Yapıldı?

Bu çalışmada araştırmacılar, klasik süper çözünürlüklü görüntüleme alanındaki Stimulated Emission Depletion (STED) mikroskobunun ana fikrini atomik kuantum durumu başlatma ve soğuk atom sisteminin okuma teknolojisi ile birleştirerek benimsediler. İlk kez doğrudan tek bir soğuk atomun (iyon) süper çözünürlüklü görüntülemesini gerçekleştirdiler.

Deneysel sonuçlar, görüntüleme yönteminin uzamsal çözünürlüğünün kırınım sınırını birden fazla mertebe aşabileceğini ve 175 nm'lik görüntüleme çözünürlüğünün, sayısal açıklığı yalnızca 0,1 olan bir objektif lens kullanılarak elde edilebileceğini göstermiştir.

STED Mikroskobu İlkesi
STED Mikroskobu İlkesi
ReserachGate

Bu yöntemin zaman çözünürlüğü avantajını daha net bir şekilde göstermek için, araştırmacılar hem 50 ns'lik bir zaman çözünürlüğü hem de 10 nm'lik tek iyon konumlandırma doğruluğu elde ettiler ve bu yöntemi, iyonun tuzaktaki hızlı harmonik salınımlarını net bir şekilde yakalamak için kullandılar. Teorik olarak, görüntüleme hedefinin sayısal açıklığını ve tükenmiş ışığın (halka noktası) merkez sönme oranını artırılarak uzamsal çözünürlük 10 nm'nin altına kadar geliştirilebilir.

Bu deneysel teknik, soğuk atom sistemlerinin çoklu cisim ve korelasyon ölçümünde kullanılmak üzere geliştirilebilir ve diğer soğuk atom sistemleriyle geniş uyumluluğa sahiptir. Optik kafeslere, nötr atomlu optik cımbızlara ve soğuk atom-iyon hibrit sistemlere uygulanabilir.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
60
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Bilim Budur! 14
  • Merak Uyandırıcı! 9
  • Tebrikler! 7
  • İnanılmaz 7
  • Muhteşem! 4
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Güldürdü 1
  • Umut Verici! 1
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Phys.org | Arşiv Bağlantısı
  • University of Science and Technology of China. Super-Resolved Imaging Of A Single Cold Atom On A Nanosecond Timescale. Alındığı Tarih: 27 Ocak 2023. Alındığı Yer: Phys | Arşiv Bağlantısı
  • Nathan Goldman & Jean Dalibard, Alexandre Dauphin, et al. (2013). Direct Imaging Of Topological Edge States In Cold-Atom Systems. PNAS. | Arşiv Bağlantısı
  • Shi-Biao Zheng. (2006). Generation Of Cluster States In Ion-Trap Systems. APS. | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 26/04/2024 09:27:51 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/13925

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Yeni Doğan
Hayvan Davranışları
Işık Yılı
Bağırsak
Virüs
Psikanaliz
Maske Takmak
Yeşil
Saldırı
Zeka
Solunum
Köpekler
Arkeoloji
Bebek Doğumu
Karar Verme
Genel Görelilik
Mistik
Epistemik
Besin
Evrim Ağacı
Ağrı
Mers
Akıl
Algoritma
Güneş
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
-. USTC, et al. Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi!. (13 Nisan 2023). Alındığı Tarih: 26 Nisan 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/13925
USTC, -., Avcı, H., Alparslan, E. (2023, April 13). Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi!. Evrim Ağacı. Retrieved April 26, 2024. from https://evrimagaci.org/s/13925
-. USTC, et al. “Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi!.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, 13 Apr. 2023, https://evrimagaci.org/s/13925.
USTC, ---. Avcı, Hüseyin. Alparslan, Eda. “Soğuk Bir Atomun Nanosaniye Zaman Ölçeğinde Süper Çözünürlüklü Görüntüsü Elde Edildi!.” Edited by Eda Alparslan. Evrim Ağacı, April 13, 2023. https://evrimagaci.org/s/13925.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close