viernes, 4 de octubre de 2013

Interferometría con átomos entrelazados

Los interferómetros atómicos proporcionan mediciones muy sensibles de gravedad, campos electromagnéticos y otros parámetros fundamentales. Sin embargo, estos dispositivos afrontan un límite cuántico fundamental acerca de con cuanta precisión pueden medir cantidades a escalas espaciales finas. Un nuevo experimento supera este límite entrelazando los átomos en el interferómetro. El equipo de investigadores ha mostrado su técnica midiendo un campo de microondas con una resolución espacial de micrómetros.

Los interferómetros atómicos usan la naturaleza ondular de los átomos. El dispositivo divide los átomos en dos caminos separados y los recombina después para formar un patrón de interferencia que puede revelar información, por ejemplo, acerca del campo gravitacional local. Pero los átomos tienen también una naturaleza corpuscular, lo cual implica que cada átomo registra un valor discreto cuando es medido. Esta discreción conlleva un "ruido de disparo" que en muchos casos no puede ser reducido por debajo de lo que se conoce como límite cuántico estándar (SQL).

El SQL plantea un problema particular para la interferometría atómica de gran resolución espacial, en la cual el pequeño volumen de la sonda solo puede acomodar un pequeño número de átomos, normalmente unos miles. Los investigadores han usado el entrelazamiento atómico para disminuir ese nivel de ruido 2,5 veces por debajo del SQL. El equipo comienza atrapando una pequeña nube de átomos de rubidio, 40 micrometros sobre un chip que genera un campo de microondas. Este campo induce colisiones entre átomos, de manera que los diferentes estados atómicos comienzan a correlacionarse fuertemente, o entrelazarse. A continuación, un conjunto de pulsos de radio dividen los átomos a lo largo de dos caminos diferentes. El patrón de interferencias resultante proporciona una medida del campo de microondas generado por el chip. Las medidas de alta resolución de este tipo puede caracterizar mejor el rendimiento los circuitos de microondas en las tecnología de la comunicación.

Via Physics.aps

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