Atom ultradingin

Dalam fisika benda terkondensasi, atom ultradingin adalah atom dengan suhu mendekati nol mutlak. Pada suhu seperti itu, sifat kuantum-mekanis atom menjadi penting.

Untuk mencapai suhu serendah itu, biasanya harus menggunakan kombinasi beberapa teknik.[1] Pertama, atom terperangkap dan didinginkan terlebih dahulu melalui pendinginan laser dalam perangkap magneto-optis. Untuk mencapai suhu serendah mungkin, pendinginan lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan pendinginan evaporatif dalam perangkap magnetik atau optis. Beberapa Penghargaan Nobel dalam bidang fisika memiliki kaitan dengan pengembangan teknik untuk memanipulasi sifat kuantum atom individual (misalnya 1995-1997, 2001, 2005, 2012, 2017).

Eksperimen dengan atom ultradingin mempelajari berbagai fenomena, meliputi transisi fase kuantum, kondensasi Bose–Einstein (BEC), superfluiditas bosonik, magnetisme kuantum, dinamika spin benda-banyak, keadaan Efimov, superfluiditas Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) dan persilangan BEC–BCS.[2] Beberapa dari arah penelitian ini memanfaatkan sistem atom ultradingin sebagai simulator kuantum untuk mempelajari fisika sistem lain, termasuk gas Fermi uniter serta model Ising dan Hubbard.[3] Atom ultradingin juga dapat digunakan untuk merealisasikan komputer kuantum.[4]

Aplikasi

Atom ultradingin memiliki berbagai aplikasi karena sifat kuantumnya yang unik dan kontrol eksperimental yang hebat yang tersedia dalam sistem semacam itu. Sebagai contoh, atom ultradingin telah diusulkan sebagai platform untuk komputasi kuantum dan simulasi kuantum,[5] disertai dengan penelitian eksperimental yang sangat aktif untuk mencapai tujuan ini.

Simulasi kuantum sangat menarik dalam konteks fisika benda terkondensasi, di mana ia dapat memberikan wawasan yang berharga tentang sifat-sifat sistem kuantum yang saling berinteraksi. Atom ultradingin digunakan untuk mengimplementasikan analog dari sistem benda terkondensasi yang diminati, yang kemudian dapat dieksplorasi dengan menggunakan alat yang tersedia dalam implementasi tertentu. Karena alat-alat ini mungkin sangat berbeda dari yang tersedia dalam sistem benda terkondensasi yang sebenarnya, maka seseorang dapat secara eksperimental menyelidiki kuantitas yang tidak dapat diakses. Selain itu, atom ultradingin bahkan memungkinkan untuk menciptakan keadaan benda yang eksotis, yang tidak dapat diamati di alam.

Atom ultradingin juga digunakan dalam eksperimen untuk pengukuran presisi yang dimungkinkan oleh gangguan termal yang rendah dan, dalam beberapa kasus, dengan mengeksploitasi mekanika kuantum untuk melampaui batas kuantum standar. Selain aplikasi teknis yang potensial, pengukuran presisi seperti itu dapat berfungsi sebagai uji pemahaman kita saat ini mengenai fisika.

Lihat pula

Referensi

  1. ^ "The 2001 Nobel Prize in Physics - Popular Information". www.nobelprize.org. Diakses tanggal 4 Februari 2024. 
  2. ^ Madison, K. W.; Wang, Y. Q.; Rey, A. M.; et al., ed. (2013). Annual Review of Cold Atoms and Molecules. 1. World Scientific. doi:10.1142/8632. ISBN 978-981-4440-39-4. 
  3. ^ Bloch, Immanuel; Dalibard, Jean; Nascimbène, Sylvain (2012). "Quantum simulations with ultracold quantum gases". Nature Physics. 8 (4): 267–276. Bibcode:2012NatPh...8..267B. doi:10.1038/nphys2259. 
  4. ^ Nemirovsky, Jonathan; Sagi, Yoav (2021), "Fast universal two-qubit gate for neutral fermionic atoms in optical tweezers", Physical Review Research, 3 (1): 013113, arXiv:2008.09819 alt=Dapat diakses gratis, Bibcode:2021PhRvR...3a3113N, doi:10.1103/PhysRevResearch.3.013113 alt=Dapat diakses gratis 
  5. ^ Bloch, Immanuel; Dalibard, Jean; Nascimbène, Sylvain (2012). "Quantum simulations with ultracold quantum gases". Nature Physics. 8 (4): 267–276. Bibcode:2012NatPh...8..267B. doi:10.1038/nphys2259. 

Sumber