FLIP: Feedback Levitation on an Inverted Potential

© Natasha Schubert Photography

Kurzbeschreibung

FLIP ist ein Marie-Curie-Postdoktoratsprojekt, das darauf abzielt, ein Quantenteilchen auf der instabilen Spitze einer invertierten Optik zu stabilisieren. Dieser originelle Ansatz steht im Gegensatz zu den traditionellen optischen Levitationsverfahren, bei denen die Teilchen in harmonischen Vertiefungen gefangen werden, die beim Intensitätsmaximum eines Laserstrahls entstehen. Hier besteht das Ziel darin, das Quantensystem durch Rückkopplung auf der instabilen "Spitze des Hügels" zu halten. Auf diese Weise befindet sich das Quantenteilchen nicht mehr im Licht des Laserstrahls, sondern im Intensitätsminimum (dunkler Fleck) eines donutförmigen Strahls. Ein großer Vorteil dieser innovativen Technik besteht darin, dass sie über die wichtigsten derzeitigen Beschränkungen der optischen Levitation hinausgeht und die interne Erwärmung des schwebenden Teilchens (die mit dem freien Quantenverhalten unvereinbar ist) vermeidet.

Ähnlich wie beim klassischen umgekehrten Pendel, bei dem der Antrieb der Halterung eines umgekehrten Pendels dieses um die aufrechte vertikale Position stabilisiert, verhindern wir, dass das Quantenteilchen von der Spitze des abstoßenden Potentials in die seitlichen anziehenden Vertiefungen fällt. Dies wird durch den Einsatz elektrostatischer Kraft erreicht, die auf einer präzisen Messung der Position des Systems in Echtzeit beruht.


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