Les résultats d'un groupe de recherche de l'Institut de physique de l'Université de Fribourg ont reçu une place particulière dans Photonique de la nature . Un article d'accompagnement "News &Views" dans la version imprimée de la revue scientifique met en lumière le travail de l'équipe dirigée par Alexander Lambrecht, Julien Schmidt, Dr. Leon Karpa et Prof. Dr. Tobias Schätz. Dans leur article "Longues durées de vie et isolation efficace des ions dans les pièges optiques et électrostatiques, " le groupe de travail décrit la méthode qu'ils ont utilisée pour empêcher le mouvement entraîné auparavant inévitable des atomes chargés piégés.

L'expérience commence par piéger des ions baryum individuels dans un piège à ions quadripolaire, connu comme un piège de Paul. Un piège à ions quadripolaire peut stocker des particules chargées pendant des jours en utilisant des champs électriques alternatifs. Cependant, cela a pour résultat que l'ion tourbillonne constamment à une échelle microscopique et exécute un mouvement forcé. Cela conduit souvent à des effets secondaires indésirables. Par exemple, dans les expériences actuelles avec des atomes ultrafroids, les ions chauffent le bain d'atomes neutres - qui est en fait beaucoup plus froid - comme un thermoplongeur, au lieu d'être refroidi. Cela provoque une augmentation de la température d'un facteur 10, 000. Bien que ce soit encore à peine un millième de degré Celsius au-dessus du zéro absolu, elle conduit déjà à la mort par la chaleur pour les effets quantiques sensibles.

C'est là qu'intervient la méthode que le groupe développe pour ses objectifs depuis 2010 :le piégeage optique d'atomes chargés. Un laser extrêmement lumineux est utilisé pour piéger l'ion dans son faisceau sans forcer un mouvement supplémentaire. Il y a quelques années, il n'était possible de piéger optiquement des ions que pendant quelques millisecondes. Grâce aux travaux des physiciens fribourgeois, il est désormais possible de piéger des atomes chargés pour des échelles de temps similaires à celles des atomes neutres dans des pièges optiques comparables – une durée de vie de plusieurs secondes est plusieurs fois plus longue que celle requise pour les expériences. En outre, les chercheurs ont montré qu'ils peuvent également isoler les ions de manière adéquate du reste du monde extérieur. L'équipe espère maintenant utiliser cette méthode pour atteindre 10, des températures mille fois plus basses et observez des processus chimiques ultrafroids dans lesquels les effets quantiques domineront l'interaction des particules.