In condensed matter physics, an ultracold atom is an atom with a temperature near absolute zero.
Dalam fisika benda terkondensasi, atom ultradingin adalah atom dengan suhu mendekati nol mutlak.
To reach such low temperatures, a combination of several techniques typically has to be used.
Untuk mencapai suhu serendah itu, biasanya harus menggunakan kombinasi beberapa teknik.
First, atoms are trapped and pre-cooled via laser cooling in a magneto-optical trap.
Pertama, atom terperangkap dan didinginkan terlebih dahulu melalui pendinginan laser dalam perangkap magneto-optis.
To reach the lowest possible temperature, further cooling is performed using evaporative cooling in a magnetic or optical trap.
Untuk mencapai suhu serendah mungkin, pendinginan lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan pendinginan evaporatif dalam perangkap magnetik atau optis.
Several Nobel prizes in physics are related to the development of the techniques to manipulate quantum properties of individual atoms (e.g. 1989, 1996, 1997, 2001, 2005, 2012, 2018).
Beberapa Penghargaan Nobel dalam bidang fisika memiliki kaitan dengan pengembangan teknik untuk memanipulasi sifat kuantum atom individual (misalnya 1995-1997, 2001, 2005, 2012, 2017).
Experiments with ultracold atoms study a variety of phenomena, including quantum phase transitions, Bose–Einstein condensation (BEC), bosonic superfluidity, quantum magnetism, many-body spin dynamics, Efimov states, Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) superfluidity and the BEC–BCS crossover.
Eksperimen dengan atom ultradingin mempelajari berbagai fenomena, meliputi transisi fase kuantum, kondensasi Bose–Einstein (BEC), superfluiditas bosonik, magnetisme kuantum, dinamika spin benda-banyak, keadaan Efimov, superfluiditas Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) dan persilangan BEC–BCS.
Some of these research directions utilize ultracold atom systems as quantum simulators to study the physics of other systems, including the unitary Fermi gas and the Ising and Hubbard models.
Beberapa dari arah penelitian ini memanfaatkan sistem atom ultradingin sebagai simulator kuantum untuk mempelajari fisika sistem lain, termasuk gas Fermi uniter serta model Ising dan Hubbard.
Ultracold atoms could also be used for realization of quantum computers.
Atom ultradingin juga dapat digunakan untuk merealisasikan komputer kuantum.
Ultracold atoms have a variety of applications owing to their unique quantum properties and the great experimental control available in such systems.
Atom ultradingin memiliki berbagai aplikasi karena sifat kuantumnya yang unik dan kontrol eksperimental yang hebat yang tersedia dalam sistem semacam itu.
For instance, ultracold atoms have been proposed as a platform for quantum computation and quantum simulation, accompanied by very active experimental research to achieve these goals.
Sebagai contoh, atom ultradingin telah diusulkan sebagai platform untuk komputasi kuantum dan simulasi kuantum, disertai dengan penelitian eksperimental yang sangat aktif untuk mencapai tujuan ini.
Quantum simulation is of great interest in the context of condensed matter physics, where it may provide valuable insights into the properties of interacting quantum systems.
Simulasi kuantum sangat menarik dalam konteks fisika benda terkondensasi, di mana ia dapat memberikan wawasan yang berharga tentang sifat-sifat sistem kuantum yang saling berinteraksi.
Furthermore, ultracold atoms may even allow to create exotic states of matter, which cannot otherwise be observed in nature.
Selain itu, atom ultradingin bahkan memungkinkan untuk menciptakan keadaan benda yang eksotis, yang tidak dapat diamati di alam.
Ultracold atoms are also used in experiments for precision measurements enabled by the low thermal noise and, in some cases, by exploiting quantum mechanics to exceed the standard quantum limit.
Atom ultradingin juga digunakan dalam eksperimen untuk pengukuran presisi yang dimungkinkan oleh gangguan termal yang rendah dan, dalam beberapa kasus, dengan mengeksploitasi mekanika kuantum untuk melampaui batas kuantum standar.
In addition to potential technical applications, such precision measurements may serve as tests of our current understanding of physics.
Selain aplikasi teknis yang potensial, pengukuran presisi seperti itu dapat berfungsi sebagai uji pemahaman kita saat ini mengenai fisika.
Bose–Einstein condensate Cold Atom Laboratory Quantum simulator Bloch, Immanuel (2008).
Cold Atom Laboratory Kondensat Bose–Einstein Simulator kuantum Bloch, Immanuel (2008).
Rev. Lett. 104 (16) 167201.
Rev. Lett. 104 (16): 167201.