В статье для Physical Review X исследователи из Штутгартского университета представляют ионный микроскоп, идеально подходящий для исследований с пространственным и временным разрешением в объемных газах большого объема. Исследователи из Штутгартского университета разработали подход к визуализации на основе частиц, который позволяет исследовать совершенно разные системы с пространственным и временным разрешением. Например, холодные ионы, погруженные в квантовые газы.

У микроскопа отличное временное разрешение, которое позволяет изучать динамические процессы и получать трехмерные изображения. В отличие от большинства квантовых газовых микроскопов, эта схема визуализации предлагает огромную глубину резкости и, следовательно, не ограничивается двумерными системами.

Основным направлением применения нового микроскопа специалисты называют изучение холодных ионно-атомных гибридных систем. На данный момент при помощи нового микроскопа специалистам удалось получить изображение одномерной оптической решетки.

Изображение одномерной оптической решетки с шагом 532 нм, полученное с помощью ионного микроскопа. На вставке (i) показано увеличение выделенной прямоугольной области, показывающей мощность пространственного разрешения прибора. Предоставлено: Штутгартский университет

Кроме того, при помощи ридберговских атомов для инициализации столкновений ионов с атомами они хотят отобразить отдельные события рассеяния, которые происходят в квантовом режиме.

Напомним, ридберговские атомы (названы в честь Й. Р. Ридберга) — водородоподобные атомы и атомы щелочных металлов, у которых внешний электрон находится в высоковозбуждённом состоянии (вплоть до уровней n порядка 1000). Для перевода атома из основного в возбужденное состояние его облучают резонансным лазерным светом или инициируют радиочастотный разряд.