I risultati di un gruppo di ricerca dell'Istituto di fisica dell'Università di Friburgo hanno avuto un posto speciale in Fotonica della natura . Un articolo di accompagnamento "Notizie e opinioni" nella versione stampata della rivista scientifica mette in evidenza il lavoro del team guidato da Alexander Lambrecht, Julian Schmidt, Dr. Leon Karpa e Prof. Dr. Tobias Schätz. Nel loro articolo "Lunghe durate e isolamento efficace degli ioni nelle trappole ottiche ed elettrostatiche, " il gruppo di lavoro descrive il metodo utilizzato per prevenire il movimento guidato in precedenza inevitabile degli atomi carichi intrappolati.

L'esperimento inizia intrappolando singoli ioni di bario in una trappola ionica a quadrupolo, conosciuta come una trappola di Paul. Una trappola ionica a quadrupolo può immagazzinare particelle cariche per giorni utilizzando campi elettrici alternati. Tuttavia, questo fa sì che lo ione continui a vorticare su scala microscopica ed esegua un movimento forzato. Questo porta spesso a effetti collaterali indesiderati. Per esempio, negli attuali esperimenti con atomi ultrafreddi, gli ioni riscaldano il bagno di atomi neutri – che in realtà è molto più freddo – come un riscaldatore ad immersione, invece di essere raffreddato. Questo fa aumentare la temperatura di un fattore 10, 000. Sebbene questo sia ancora appena un millesimo di grado Celsius sopra lo zero assoluto, porta già alla morte termica per effetti quantistici sensibili.

È qui che entra in gioco il metodo che il gruppo sta sviluppando per i suoi obiettivi dal 2010:intrappolamento ottico di atomi carichi. Un laser estremamente luminoso viene utilizzato per intrappolare lo ione nel suo raggio senza costringere ad ulteriori movimenti. Alcuni anni fa era possibile intrappolare otticamente gli ioni solo per pochi millisecondi. Grazie al lavoro dei fisici di Friburgo, ora è possibile intrappolare atomi carichi per tempi simili a quelli degli atomi neutri in trappole ottiche comparabili:una durata di diversi secondi è molte volte più lunga di quella richiesta per gli esperimenti. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato di poter isolare adeguatamente anche gli ioni dal resto del mondo esterno. Il team ora spera di utilizzare questo metodo per raggiungere 10, Temperature 000 volte inferiori e osservare processi chimici ultrafreddi in cui gli effetti quantistici domineranno l'interazione delle particelle.