Primera medición directa de la fuerza de Van der Waals

Científicos del Centro Nacional para la Investigación Científica francés (CNRS) han medido por primera vez de forma directa la fuerza entre dos átomos.  Esta débil fuerza, que debe su nombre a su descubridor Johannes Diderik Van der Waals, es la que mantiene ligadas las moléculas de un gas, así como la que permite a un gecko moverse por una superficie vertical totalmente lisa.

En su artículo, publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo describe como usaron átomos de Rydberg como parte de su estudio.  Estos átomos poseen varios electrones con alto número cuántico principal, lo que los hace bastante grandes y buenos candidatos para estos experimentos.  Los investigadores usaron un par de láseres para aproximar y mantener estáticos dos átomos de Rydberg gemelos, para a continuación someterlos a oscilación a una frecuencia deseada, mediante el uso de un tercer láser.  Midiendo las oscilaciones, pudieron determinar matemáticamente la fuerza de Van der Waals entre ellos.

Como sorprendente subproducto de sus investigaciones, el equipo afirma que la técnica utilizada permitió que el par de átomos evolucionara a un estado totalmente coherente.  Esto quiere decir que podría ser utilizada para crear puertas lógicas cuánticas, que se utilizarían en computadores cuánticos.

Ver:

• Direct Measurement of the van der Waals Interaction between Two Rydberg Atoms, Phys. Rev. Lett. 110, 263201 (2013), prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i26/e263201
  
  Abstract
  We report the direct measurement of the van der Waals interaction between two isolated, single Rydberg atoms separated by a controlled distance of a few micrometers. Working in a regime where the single-atom Rabi frequency for excitation to the Rydberg state is comparable to the interaction, we observe partial Rydberg blockade, whereby the time-dependent populations of the various two-atom states exhibit coherent oscillations with several frequencies. Quantitative comparison of the data with a simple model based on the optical Bloch equations allows us to extract the van der Waals energy, and observe its characteristic C6/R6 dependence. The measured C6 coefficients agree well with ab initio calculations, and we observe their dramatic increase with the principal quantum number n of the Rydberg state.