99,8% thành công: Các nhà khoa học đạt được mức kiểm soát mới đối với các phân tử

Các nhà khoa học tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã đạt được kiểm soát chưa từng có đối với ion phân tử canxi monohydride, bao gồm một nguyên tử canxi và một nguyên tử hydro. Sử dụng kỹ thuật gọi là quang phổ logic lượng tử, nhóm nghiên cứu đã điều khiển các trạng thái quay của phân tử với tỷ lệ thành công 99,8%. Phương pháp này bao gồm việc giữ ion phân tử cùng với một ion canxi “hỗ trợ” có khả năng tương tác tốt với laser. Bằng cách làm lạnh ion canxi bằng laser, các nhà nghiên cứu gián tiếp làm lạnh phân tử, ổn định trạng thái của nó trong khoảng 18 giây — lâu gấp mười lần so với nhiệt độ phòng — cho phép thực hiện các phép đo lặp lại và chính xác về trạng thái lượng tử của nó. Các nhà nghiên cứu phát hiện sự thay đổi trong chuyển động quay của phân tử bằng cách quan sát các tia photon phát ra từ ion canxi, hoạt động như một chỉ báo nhạy bén cho các chuyển đổi trạng thái lượng tử của phân tử. Đột phá này chứng tỏ khả năng theo dõi và kiểm soát các trạng thái lượng tử phân tử trong thời gian thực với độ trung thực cao. Thời gian duy trì trạng thái kéo dài và tỷ lệ thành công cao mở ra những khả năng mới cho việc sử dụng phân tử trong công nghệ lượng tử, khám phá vật lý vượt ra ngoài Mô hình Chuẩn.