當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，如何確保研究的順利進行？這其實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稍大一些的模型，并將用于原子觀察的組件移至一個光學(xué)晶格中。然而，實現(xiàn)該解決方案的挑戰(zhàn)是如何將原子冷卻到絕對零度，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的精準性，并且在控制激光束信號時做到無噪音。為了實現(xiàn)這一目標，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 負責該項目研究的副教授Julio Barreiro博士解釋道:“為了操縱單個原子，我們需要從每一個激光脈沖中精準的釋放出準確的能量。一位在加州理工學(xué)院的同事向我推薦Spectrum儀器生產(chǎn)的高精準度AWG。此前，他曾在研究中使用這款A(yù)WG移動單個原子。這種超精準和無噪音的產(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原子。更糟糕的是如果無法降低噪音，還會使原子升溫。”
真空實驗環(huán)境 首先，需要將真空室中的幾百萬個鍶原子冷卻到幾百納米學(xué)位以內(nèi)的絕對零度。其次，利用激光脈沖將超冷原子移動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觀察到不斷變化的狀況，進而將我們的預(yù)測結(jié)果和計算機在現(xiàn)實中的模擬情況進行比對。這是我們此前無法在電子級別中實現(xiàn)的。”為了進行尺寸比較，該模型能夠在500nm的尺寸下工作，而晶格中的電子僅為埃。在一個三角晶格中，原子精確和協(xié)調(diào)的移動是由多通道輸出的Spectrum AWG控制多個三聯(lián)激光頻率實現(xiàn)的。
激光束的運作 這項藍天研究成為了第二次量子革命的一部分，其應(yīng)用范圍包括量子計算機材料中的量子效應(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)測實驗過程 Barreiro博士表示:“Spectrum儀器的AWG輸出質(zhì)量卓越，性價比也非常高。我們對比了市場同類型的卡片解決方案，其精準度和超低噪音性能遠達不到我們的要求。雖然大廠商提供的獨立設(shè)備解決方案和Spectrum儀器的性能不相上下，但是因為是包含電源、控制系統(tǒng)和屏幕的整體設(shè)備，價格十分昂貴。Spectrum卡的價格僅為其三分之一，且僅需要搭配一臺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的滿足我們對性能的需求，而且還能通過Spectrum儀器提供的軟件在電腦進行編程，完美符合了我們的需求。” Spectrum首席技術(shù)官Oliver Rovini補充道:“全球各大科研院所是我們的主要市場之一，因為Spectrum儀器旗下的AWG和數(shù)字化儀無論從質(zhì)量和精準度都能夠完美的符合其需求。我們對產(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。” |
