齐:[1] Xia…Saffman,PRL(2015); [2] Madjarov…Endres,Nat.物理(2020); [3] Levine…Lukin,PRL(2019); [4] Graham…Saffman,PRL(2019)少数/多数观点:Kaufman…Regal,Science(2014); Bayha…Jochim,《自然》(2020年); Bernien…Lukin,《自然》(2017 年),Léséleuc…Browaeys,《科学》(2019 年)
光或电磁波是一种迷人的自然现象。它让我们能够看到从遥远星系到单个分子的所有事物。它还可以加热我们的食物,帮助我们进行交流和几乎即时的信息传递(以光速,即 3 x 10 8 米/秒)。光还带有动量,因此会对物体施加力。如果你用手电筒照射一枚硬币,硬币就会感受到光的力。但是,这种力非常小,只有皮牛顿 (pN) 的数量级。因此硬币不会移动。但如果物体也非常小,只有微米数量级呢?这正是 20 世纪 70 年代贝尔实验室的亚瑟·阿什金 (Arthur Ashkin) 试图研究的东西。他发现,紧密聚焦的光束实际上可以吸引附近强度较低的区域的粒子。捕获力与光的强度成正比,校准后,你可以看到物体移动并最终“停滞”。因此,他发明了第一个光镊(或称陷阱),并因此获得了 2018 年诺贝尔物理学奖(享年 96 岁!)。现在,它被广泛应用于许多物理和生物物理实验室,用于捕获从原子到生物细胞的任何东西(请参阅本报告末尾的参考资料)。
摘要 我们的研究团队 ISLAND CURE 是一个由教授和本科生组成的多学科团队,其目标是在有限的预算内设计和制造用于进行生物测量的仪器。我们正在设计的仪器之一是光镊,这是一项获得诺贝尔奖的技术,能够使用激光束捕获微观和亚微观粒子。使用 1064 nm 光束,我们将使用珠子捕获单链 DNA,这将使我们能够对 DNA 施加微小的力。这个实验将使我们更好地了解受损 DNA 上的力量;特别是导致突变和癌症的损伤。有了这些知识,我们的目标是能够深入了解诱变和癌症的发展,以及理想情况下如何治疗和预防它们。我们的工作是找到一种方法来准备一个载玻片,其中可以附着单个 DNA 片段,以便在倒置显微镜装置中使用。
声辐射力 (ARF) 是由声波产生的稳定力,是实现微物体操作的一种便捷方式,例如微样本分离 [1-3] 和富集 [4]、细胞分选 [5,6] 和单细胞操作 [7]。与使用时间周期声场相比,使用脉冲和波列等瞬态激励可以实现更精确的操作 [1-7]。首先,脉冲声操作受瑞利声流的干扰较小 [8,9],因为辐射力比声流建立得快得多 [10,11]。其次,使用声波包可以定位声干涉图样,从而控制声捕获区域的空间范围 [12]。事实上,驻波比行波施加了大得多的辐射力(在小颗粒极限内),激光制导声镊(LGAT)[13] 利用这种干涉原理,创造了一种混合辐射力景观,该景观将高振幅压电声场(强,Z 场)和光图案光生声场(弱,L 场)耦合在一起。混合场保留了 L 场的空间信息和 Z 场的强度。
摘要 中心自旋模型(其中单个自旋粒子与自旋环境相互作用)在量子信息技术中得到广泛应用,并且可用于模拟无序环境中量子比特的退相干等。我们提出了一种实现中心自旋模型超冷量子模拟器的方法。所提出的系统由单个里德堡原子(中心自旋)和极性分子(环境自旋)组成,它们通过偶极-偶极相互作用耦合。通过将内部粒子状态映射到自旋状态,可以模拟自旋交换相互作用。可以通过直接操纵环境自旋的位置来精确控制模型。作为示例,我们考虑环境自旋的环形排列,并展示系统的时间演化如何受到环的倾斜角的影响。
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“地形微图案”(TMP)。这些组装技术很有用,但它们也依赖于昂贵而专业的定位工具和训练有素的人员,并且可能受到材料特性和产量的限制。光学组装是一种替代策略,用于将微型和纳米物体作为构建块来组装功能结构。[9] 光学组装依赖于光学微操作技术,例如光镊[9–13]光热泳镊子[14–16]光伏镊子[17–20]和光电镊子[21–30],其中微型和纳米物体在流体环境中被光学组装成图案,然后干燥以用于各种应用。这种方法近年来发展迅速,保留了传统方法的许多优点,同时易于实施并允许经济高效地操作。在不同的光学微操作技术中,光电镊子 (OET) 已被证明特别适用于并行组装大量微型和纳米物体,[22–31] 也适用于组装“大”尺寸的微物体(至少一个尺寸大于 150 µ m)。 [32–34] 然而,OET 组装(以及其他光学组装技术)的一个限制是