La trappola ionica utilizzata per levitare una singola nanoparticella. Inserto:interferenza ottica tra la particella e la sua immagine speculare. Credito:Quantum Interface Group, Università di Innsbruck
Le nanoparticelle levitate sono strumenti promettenti per rilevare forze ultradeboli di origine biologica, chimica o meccanica e persino per testare le basi della fisica quantistica. Tuttavia, tali applicazioni richiedono una misurazione precisa della posizione. I ricercatori del Dipartimento di Fisica Sperimentale dell'Università di Innsbruck, in Austria, hanno ora dimostrato una nuova tecnica che aumenta l'efficienza con cui viene rilevata la posizione di un oggetto levitato sub-micron.
"In genere, misuriamo la posizione di una nanoparticella con una tecnica chiamata interferometria ottica, in cui parte della luce emessa da una nanoparticella viene confrontata con la luce di un laser di riferimento", afferma Lorenzo Dania, Ph.D. studente nel gruppo di ricerca di Tracy Northup. "Un raggio laser, tuttavia, ha una forma molto diversa rispetto al modello di luce emesso da una nanoparticella, noto come radiazione dipolo". Quella differenza di forma attualmente limita la precisione della misurazione.
Metodo di autointerferenza
La nuova tecnica dimostrata da Tracy Northup, professoressa all'Università di Innsbruck, e dal suo team risolve questa limitazione sostituendo il raggio laser con la luce della particella riflessa da uno specchio. La tecnica si basa su un metodo per tracciare gli ioni bario che è stato sviluppato negli ultimi anni da Rainer Blatt, anche lui dell'Università di Innsbruck, e dal suo team. L'anno scorso, i ricercatori dei due team hanno proposto di estendere questo metodo alle nanoparticelle.
Ora, utilizzando una nanoparticella fatta levitare in una trappola elettromagnetica, i ricercatori hanno dimostrato che questo metodo ha superato le altre tecniche di rilevamento all'avanguardia. Il risultato apre nuove possibilità per l'utilizzo di particelle levitate come sensori, ad esempio per misurare minuscole forze, e per portare il movimento delle particelle nei regni descritti dalla meccanica quantistica.
La ricerca è stata pubblicata in Physical Review Letters . + Esplora ulteriormente
