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研究报告:11月1日

稀土原子级操纵;光压缩;频率梳改进。

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原子级稀土操纵

来自俄亥俄大学阿贡国家实验室和伊利诺伊大学芝加哥分校的科学家们旋转了一个带电的稀土分子在金属表面上不改变电荷。

该团队使用扫描隧道显微镜(STM)系统旋转一个带正电荷的铕基分子,带负电荷的反离子作为金表面的枢轴点。该实验要求一个2纳米的分子保持在K度(-450华氏度)的超高真空中。研究小组在两个不同的实验室进行了实验,以确保实验的可重复性。

稀土元素对于手机、高清电视等高科技应用至关重要。这是第一次在金属表面形成带正电荷和负电荷的稀土配合物,也是第一次证明原子水平控制它们的旋转,”团队负责人Saw-Wai Hla说,他是阿贡的科学家,也是俄亥俄大学艺术与科学学院的物理学和天文学教授。

美国能源部科学办公室、基础能源科学办公室、材料科学与工程部门资助了这项研究。

压缩光

丹麦技术大学(DTU)的研究人员发现,一种形成介电纳米腔的纳米结构可以压缩光。

DTU的研究人员设计了一种由硅制成的介电纳米腔将光集中在一个体积内12倍衍射极限以下的。其他形式的纳米腔在过去已经被尝试过,但研究人员考虑到产量,使用了电介质蝴蝶结腔(DBCs)和DTU团队的特殊酱——紧凑硅纳米腔的拓扑优化。“毫无疑问,这是开发更节能技术的重要一步,例如,用于数据中心和未来计算机光学连接的纳米激光器,但还有很长的路要走,”DTU电子博士生、该研究的第一作者Marcus Albrechtsen说科学指引.团队的研究刚刚发表于《自然通讯》

频率梳改进措施轻

美国国家标准与技术研究所(NIST)的科学家发现了一种使用频率梳的新方法在更广泛的条件下,以更高的灵敏度测量光脉冲到达时间。NIST团队创建了一种时间可编程的频率梳,他们使用数字控制器来控制脉冲的时间,以调整两个频率梳的输出时间,使梳的一个脉冲始终与来自目标的返回脉冲重叠。它的优点是充分利用了可用的光子,消除了死时间,并且没有信息丢失。

该论文的作者之一、NIST博尔德校区的物理学家劳拉·辛克莱(Laura Sinclair)说:“我们基本上打破了频率梳的规则,即要求它们使用固定的脉冲间距来进行精确操作。”“通过改变我们控制频率梳的方式,我们已经摆脱了必须做出的权衡,所以现在我们可以获得高精度的结果,即使我们的系统只有一点光可以使用。”

新的频率梳排列使用了以前所需光子的0.02%左右。

NIST频率梳改进

图1:显示使用双频梳的距离测量需要两个梳的脉冲定时之间的紧密协调的示例。看到NIST的网站为图形的移动版本。

频率梳技术的一些潜在用途可能是卫星精确编队飞行,以协调对地球或空间的感知,改进GPS,并支持其他超精确导航和授时应用NIST新闻稿



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