főbb eredmények: a fénysugár lassítása és megállítása

Lene Vestergaard Hau dán fizikus, aki jelenleg a Harvard Egyetem Mallinckrodt fizika és alkalmazott fizika professzora. PhD fokozatot szerzett az Aarhusi Egyetemen. 1999-ben vezette a Harvard Egyetem csapatát, amelynek Bose-Einstein kondenzátum segítségével sikerült egy fénysugarat másodpercenként körülbelül 17 méterre lelassítania, 2001-ben pedig teljesen meg tudta állítani a sugarat. A kísérleteken alapuló későbbi munka a fény anyagba való átviteléhez vezetett, majd az anyagból vissza a fénybe, ami fontos hatással volt a kvantum titkosításra és a kvantumszámításra. A legújabb kutatások az ultrahideg atomok és a nanoszkópos léptékű rendszerek közötti új kölcsönhatásokat vizsgálták. A fizika és az alkalmazott fizika tanítása mellett Energiatudományt tanított a Harvardon, beleértve a fotovoltaikus cellákat, az atomenergiát, az akkumulátorokat és a fotoszintézist. Saját kísérletei és kutatásai mellett gyakran meghívják nemzetközi konferenciákra, és részt vesz a különböző intézmények tudománypolitikájának strukturálásában. A koppenhágai EliteForsk-konferencen 2013 (“Elite Research Conference”) főelőadója volt, amelyen kormányzati miniszterek, valamint vezető tudománypolitikai és kutatási fejlesztők vettek részt Dániában. Számos eredményének elismeréseként a Discover magazin 2002-ben a tudomány 50 legfontosabb nője közé sorolta.
miután elnyerte a főiskolai diplomát matematika 1984-ben, Hau folytatta tanulmányait a University of Aarhus neki mester fokozatot fizika, amely elnyerte két évvel később. A kvantumelmélet doktori tanulmányaihoz Hau hasonló ötleteken dolgozott, mint a fényt hordozó száloptikai kábelek, de munkája atomszálakat tartalmazott egy szilíciumkristályban, amely elektronokat hordoz. A doktori fokozat elérése érdekében hau hét hónapot töltött a CERN-ben, az Európai Részecskefizikai laboratóriumban Genf közelében. 1991-ben doktorált a dániai Aarhusi Egyetemen, de ekkorra kutatási érdeklődése irányt váltott. 1991-ben csatlakozott a Rowland Institute for Science-hez Cambridge-ben, Massachusetts-ben, mint tudományos munkatárs, és elkezdte feltárni a lassú fény és a hideg atomok lehetőségeit. 1999-ben hau kétéves kinevezést fogadott el posztdoktori ösztöndíjasként Harvard Egyetem. Formalizált képzése az elméleti fizikában van, de érdeklődése a kísérleti kutatások felé fordult annak érdekében, hogy új anyagformát hozzon létre Bose–Einstein kondenzátum néven. “Hau a Nemzeti Tudományos Alapítványhoz fordult pénzeszközökért ennek a kondenzátumnak a készítéséhez, de elutasították azzal az indokkal, hogy teoretikus volt, akinek az ilyen kísérleteket túl nehéz lenne elvégezni.”Rendíthetetlen, alternatív finanszírozást nyert, és egyike lett az első maroknyi fizikusnak, aki ilyen kondenzátumot hozott létre. 1999 szeptemberében kinevezték az alkalmazott fizika Gordon Mckay professzorává és a fizika professzorává a Harvardon. 1999-ben kinevezést is kapott, jelenleg Mallinckrodt a fizika és az alkalmazott fizika professzora a Harvardon. 2001 – ben ő lett az első ember, aki teljesen leállította a fényt, Bose–Einstein kondenzátum ennek eléréséhez. Azóta rengeteg kutatást és új kísérleti munkát végzett az elektromágnesesen indukált átlátszóság, a kvantumfizika, a fotonika különböző területein, és hozzájárult új kvantumeszközök és új nanoméretű alkalmazások fejlesztéséhez.
Hau és munkatársai a Harvard Egyetemen “számos kísérletben bizonyították a fény és az anyag tökéletes irányítását, de a 2 kondenzátummal végzett kísérlete az egyik legmeggyőzőbb”. 2006-ban sikeresen átvittek egy qubitet a fényből az anyaghullámba, majd vissza a fénybe, ismét Bose–Einstein kondenzátumokat használva. Részletek a kísérlet tárgyalja a február 8, 2007 kiadvány a folyóirat Nature. A kísérlet arra támaszkodik, hogy a kvantummechanika szerint az atomok ugyanúgy viselkedhetnek, mint a hullámok, valamint a részecskék. Ez lehetővé teszi az atomok számára, hogy ellentmondásos dolgokat végezzenek, például egyszerre két nyíláson haladjanak át. A Bose-Einstein kondenzátumon belül a fényimpulzust 50 milliószor összenyomják, anélkül, hogy elveszítenék a benne tárolt információkat. Ebben a Bose-Einstein kondenzátumban a fényimpulzusban kódolt információ átvihető az atomhullámokra. Mivel az összes atom koherensen mozog, az információ nem oldódik véletlenszerű zajba. A fény arra készteti a felhő nagyjából 1,8 millió nátriumatomját, hogy “kvantum szuperpozíció” állapotokba LÉPJEN, egy alacsonyabb energiájú komponenssel, amely helyben marad, és egy magasabb energiájú komponenssel, amely a két felhő között halad. Ezután egy második ‘vezérlő’ lézer írja az impulzus alakját az atomhullámokba. Amikor ezt a vezérlősugarat kikapcsolják, és a fényimpulzus eltűnik, az ‘anyagmásolat’ megmarad. Ezt megelőzően a kutatók nem tudták könnyen ellenőrizni az optikai információkat az utazás során, kivéve a jel erősítését, hogy elkerüljék a fakulást. Hau és kollégái kísérlete a koherens optikai információk első sikeres manipulációját jelentette. Az új tanulmány “gyönyörű demonstráció” – mondja Irina Novikova, a Williamsburgi William and Mary Főiskola fizikusa. Ezt az eredményt megelőzően, mondja, a könnyű tárolást milliszekundumban mértük. “Itt tört másodpercek vannak. Ez egy nagyon drámai időszak.”miközben az anyag a két Bose–Einstein kondenzátum között mozog, csapdába ejthetjük, potenciálisan percekre, és átalakíthatjuk – megváltoztathatjuk-bármilyen módon. A kvantumszabályozásnak ez az új formája alkalmazható lehet A kvantuminformáció-feldolgozás és a kvantum-kriptográfia fejlődő területein is.”A fejlődés következményei közül” ez a bravúr, a kvantuminformációk megosztása fényformában és nem csak egy, hanem két atomformában, nagy bátorítást nyújt azoknak, akik kvantum számítógépek fejlesztésében reménykednek ” -mondta Jeremy Bloxham, a Bölcsészettudományi Kar dékánja. Hau elnyerte a George Ledlie-díj ezért a munkáért, Harvard Prépostja Steven Hyman megjegyezve: “munkája utat tör. Kutatásai elhomályosítják az alap-és az alkalmazott tudomány közötti határokat, két iskola és több osztály tehetségeire és embereire támaszkodnak, és szó szerint ragyogó példát mutatnak arra, hogy a merész intellektuális kockázatok vállalása mély jutalmakhoz vezet.”
2009-ben a Hau és a team lézerhűtéses felhői egymillió rubídium atomot tartalmaztak, az abszolút nulla fok feletti fok töredékéig. Ezután elindították ezt a milliméter hosszú atomfelhőt egy szuszpendált szén nanocső felé, amely körülbelül két centiméterre található, és több száz voltos töltésre került. Az eredményeket 2010-ben tették közzé, új kölcsönhatásokat hirdetve a hideg atomok és a nanoméretű rendszerek között. Megfigyelték, hogy a legtöbb atom elhaladt, de körülbelül 10 millióan elkerülhetetlenül vonzódtak, ami drámai módon felgyorsult mind mozgásban, mind hőmérsékleten. “Ezen a ponton a száguldó atomok elektronokká és ionokká válnak, amelyek párhuzamosan forognak a nanovezeték körül, és minden pályát csak néhány trilliomod másodperc alatt teljesítenek. Az elektron végül a kvantumalagút révén beszívódik a nanocsőbe, aminek következtében társa ionja – amelyet a 300 voltos nanocső erős töltése taszít-nagyjából 26 kilométer / másodperc, vagyis 59 000 mérföld / óra sebességgel lő el.”Az atomok gyorsan széteshetnek, anélkül, hogy összeütköznének egymással ebben a kísérletben. A csapat gyorsan megjegyzi, hogy ezt a hatást nem a gravitáció okozza, amint azt az űrben létező feketelyukakban számolják, hanem a nanocső magas elektromos töltése. A kísérlet ötvözi a nanotechnológiát a hideg atomokkal, hogy bemutassa egy új típusú nagy felbontású, egy atomos, chipbe integrált detektort, amely végül képes megoldani a rojtokat az anyaghullámok interferenciájából. A tudósok egy atomos, alapvető tanulmányokat is terveznek, amelyeket a beállításuk lehetővé tesz.forrás: Wikipedia