Fysikere fra University of Otago i New Zealand har som de første i verden udviklet en teknik til at isolere, indfange og fastholde et neutralt atom, der bevæger sig med høj fart - og de første til at tage et snapshot af det.
Neutrale atomer er utroligt svære at indfange, fordi de netop er elektrisk neutrale og dermed ikke kan styres ved hjælp af elektriske felter. Der må andre og mere snedige tricks til, hvis man vil gøre sig håb om at holde atomerne i stram snor.
Det er netop det, som forskergruppen i New Zealand har haft held med under ledelse af den unge danske fysiker Mikkel Fredslund Andersen, der oprindeligt er uddannet ved Aarhus Universitet.
Han og hans forskergruppe har foreløbig afprøvet deres metode på Rubidium 85-atomer, der er så små, at selv hvis man havde tusinder af dem liggende oven på hinanden ikke ville fylde meget mere end punktummet efter denne sætning.
Atomerne lagde ud med at bevæge sig med lydens hast, men blev tvunget til at ligge stille ved hjælp af et Storm P-agtigt lasernetværk, som forskergruppen selv har flikket sammen. Herefter blev atomet holdt op imod et særligt slags mikroskop, der som et vidnesbyrd tog billeder af det.
Alene udstyret i det netværk af lasere, som forskerne har brugt, har kostet 575.000 dollars. Det svarer till tre millioner og 183.200 kroner.
Metoden er så effektiv til at fastholde neutrale atomer, at resultaterne netop er blevet offentliggjort i det førende videnskabelige tidsskrift på området, Nature Physics.
Videnskab.dk har ihærdigt forsøgt at få fat i Mikkel Fredslund Andersen, men uden held. Men i universitetets pressemeddelelse står der:
»Det er lykkedes os at fastholde individuelle atomer over en længere periode, hvilket er et stort skridt fremad i retning af at kunne bygge ultrahurtige kvantecomputere, som kan jonglere med uhørt store tal og gennemføre et stort antal virkeligt komplicerede beregninger samtidigt.«
Den nye metode er en håndgribelig måde at levere de atomer, som er nødvendige for at kunne konstruere den type computere, og det er nu muligt at fastholde ti atomer på én gang.
En kvantecomputer skal faktisk kun bruge 30 fastholdte atomer, hvis den skal have en større regnekapacitet end de klassiske computere.
Min folkeskolelærer i fysik sagde, at man ikke kunne studere et enkelt atom igennem et mikroskop. Jeg kan konstatere, at han havde uret.»Vores opdagelse er et stort skridt i retningen af at kunne gøre det,« konstaterer han.
Det nye resultat har givet Mikkel Fredslund Andersen og hans forskergruppe blod på tanden til en række nye eksperimenter, der går ud på at skabe en form for romance mellem atomer.
»Hvis kvantecomputere skal blive en realitet, har vi brug for at etablere en indbyrdes kontakt mellem atomer, hvor de kan føle på hinanden på en måde, så de forbliver tætte og ikke glemmer hinanden selv om den fysiske afstand mellem dem i perioder bliver meget stor. Denne egenskab er en betingelse for, at en kvantecomputer kan komme til at fungere ordentligt,« siger Mikkel Fredslund Andersen.
På Mikkel Fredslund Andersens gamle institut på Aarhus Universitet glæder man sig over de nye resultater, som man følger med stor interesse:
»Det et rigtig flot resultat, som helt sikkert også vil blive studeret nøje i min forskningsverden. Mht. hvad resultatet kan anvendes til i fremtiden, ligger det formentlig udelukkende inden for kvantecomputing,« siger professor Michael Drewsen, der leder ionfældegruppen på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.
