Всероссийская конференция «Физика ультрахолодных атомов» начала работу в Новосибирске

Всероссийская конференция «Физика ультрахолодных атомов» начала работу в Новосибирске. Мероприятие, проходящее в Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, объединяет специалистов, занимающихся проблемами лазерного охлаждения и спектроскопии ультрахолодных атомов. Практические применения последних включают создание атомных часов, квантового компьютера, инерциальных сенсоров, используемых для автономной навигации, когда нет доступа к внешним источникам пространственной информации.

Организаторами конференции выступают ИФП СО РАН, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Институт лазерной физики СО РАН и НГУ при поддержке ООО «Ангстрем» и группы компаний «Научное оборудование». Обсудить самые современные достижения собрались семьдесят участников из Москвы, Троицка, Дубны, Сколково, Менделеево, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Воронежа, Иркутска и Новосибирска. С устными докладами выступят и ученые с мировым именем, и молодые специалисты.

«Результаты современных исследований в области ультрахолодных атомов чрезвычайно интересны для научного сообщества, которое занимается физикой конденсированного состояния. С помощью лазерных технологий можно очень эффективно работать с отдельными атомами, и рано или поздно эти достижения будут использоваться в физике твердого тела и найдут масштабное практическое применение», — отметил директор ИФП СО РАН академик Александр Васильевич Латышев.

Научный руководитель Института автоматики и электрометрии СО РАН академик Анатолий Михайлович Шалагин подчеркнул, что конференция «выросла» из расширенного семинара до Всероссийского форума и естественным продолжением развития будет придание мероприятию международного статуса.

«На конференции активно работают молодые исследователи из новосибирских научных групп. Многие ученые из других городов, которые раньше выступали на форуме сами, теперь присылают молодежь из своих коллективов. Это свидетельствует о том, что в последние годы выросло новое поколение квалифицированных исследователей — российских специалистов в области лазерного охлаждения. Традиционные участники конференции — сотрудники Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Московского физико-технического института, Российского квантового центра, Новосибирского государственного университета, Высшей школы экономики, Новосибирского государственного технического университета, Объединенного институт ядерных исследований и других ведущих научных организаций России», — прокомментировал член программного комитета конференции, старший научный сотрудник ИФП СО РАН, доцент НГУ кандидат физико-математических наук Илья Игоревич Бетеров.

Ультрахолодные атомы, температура которых снижена до милликельвина (а это лишь на одну тысячную градуса Цельсия теплее абсолютного нуля) двигаются со скоростью около сантиметра в секунду. «Именно поэтому их можно захватывать в оптические ловушки и удерживать длительное время, что позволяет измерять разные параметры атома: ширины линий переходов между квантовыми состояниями, оптические и микроволновые частоты переходов, времена жизни и так далее. То есть проводить прецизионную спектроскопию — сверхчувствительный метод наблюдения, результаты которого востребованы повсеместно: как при создании новых навигационных систем, так и при проверке фундаментальных физических законов», — пояснил председатель конференции, заведующий лабораторией нелинейных лазерных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН член-корреспондент РАН Игорь Ильич Рябцев.

Специалисты научной группы Игоря Рябцева получили результаты, перспективные для разработки логических элементов квантового компьютера на нейтральных атомах. Лаборатория нелинейных лазерных процессов и лазерной диагностики ИФП СО РАН занимает лидирующие позиции в России по изучению холодных ридберговских атомов. У них внешний электрон находится в высоковозбужденном состоянии: такой атом имеет очень большие размеры и, как следствие, воздействие на один из них меняет состояние другого, находящегося рядом. Это свойство используется для проведения двухкубитных операций при разработке квантового компьютера. Сейчас исследователи двигаются к наращиванию числа кубитов.

«Наша лаборатория в составе кооперации из пяти научных организаций выполняет проект Фонда перспективных исследований “Оптические системы квантовых вычислений”. Задача проекта — разработка демонстраторов 50-кубитных квантовых компьютеров на основе нейтральных атомов и интегральных оптических схем в 2018—2021 годах. Мы занимаемся захватом одиночных атомов в ловушки и проведением квантовых операций с ними», — добавил Игорь Рябцев.

Во второй раз за историю конференции пройдут обзорные открытые лекции в НГУ: о методах обнаружения и исследования экзопланет (за это вручили Нобелевскую премию по физике - 2019) расскажет заместитель директора по научной работе Института лазерной физики СО РАН доктор физико-математических наук Ильдар Фаритович Шайхисламов. Сообщение заведующего лабораторией квантовых сенсоров ИЛФ СО РАН кандидата физико-математических наук Андрея Николаевича Гончарова будет посвящено созданию высокоточных гравиметров на базе интерференции ультрахолодных атомов. Гравиметр — прибор для измерения силы тяжести, который используется в том числе для поиска полезных ископаемых или полостей в горных породах. О расхождениях между теоретическими и экспериментальными данными измерения скорости конверсии орто- и пара-спиновых изомеров водорода в молекулах воды слушатели узнают из доклада главного научного сотрудника Института автоматики и электрометрии СО РАН доктора физико-математических наук Павла Львовича Чаповского и кандидата технических наук Александра Анатольевича Мамрашева. Свойства спиновых изомеров водорода используются, в частности, для усиления сигналов в ядерной магнитно-резонансной томографии.

Сайт конференции - https://www.isp.nsc.ru/quantum19/