رسیدن به نظم از بی نظمی

اکنون Thierry Lahaye و همکارنش بر نکته‌ی ظریف و بسیار مهمی از تله‌های نوری غلبه کرده‌اند که استفاده از این تکنیک را جهت داشتن آرایه کاملی از تک اتم‌های سرد مشکل می‌ساخت. به بیان او، "وقتی با اتم‌های سرد کار می‌کنیم، مشکلی که پیش روست این است که هر تله نوری به طور تصادفی در آرایه شکل می‌گیرد، و بنابراین تنها 50 درصد احتمال پر بودن با یک اتم وجود دارد. اما ما به طور ایده ال به دنبال آرایه‌هایی هستیم که به طور کامل پر شده‌اند یعنی آرا یه‌ای که هر تله با احتمال 100 درصد شامل یک تک اتم باشد. اگر چه محققان به دنبال حل این مسئله از طریق یک سری از راه‌های قبلی بوده‌اند، هیچ یک از آنها به کارآمدی و فراگیری آنچه که ما در این تحقیق یافته‌ایم، نبوده است.

شیطانک ماکسول

راه حل Lahaye  و همکارانش برای حل این مسئله از طریق چیدن آرایه بی نظمی از اتم‌ها در آرایه‌های منظم با استفاده از پتانسیل‌های اپتیکی بود. محققان از یک تعدیل کننده نوری فضایی جهت ایجاد کردن آرایه دو بعدی دلخواه تا ماکزیمم 100 تله استفاده کردند. هر تله با شعاعی در حد یک میکرومتر خلق شد، به طوری که فاصله جدایی این تله‌ها از هم سه میکرون بود. این تله ها بطور تصادفی با احتمال 50 درصد توسط اتم‌های روبیدیم 87 پر شدند. این تیم سپس از انبرک‌های نوری پرسرعت استفاده کردند ‌تا اتم‌ها در آرایه بی نظم را مجدداً در یک پیکر بندی فضایی از پیش انتخابی مورد چیدن قرار دهند. (شکل را ببینید) محققان این فرآیند را به نحوه عملکرد شیطانک ماکسول ربط داده اند. "اگرچه تنها آنتروپی وابسته به موقعیت‌های اتمی آرایه از بین رفته است، آنتروپی بیشتری که وابسته به حرکت هر اتم در هر تله است بدون تغییر باقی می‌ماند. اشغال سایت‌های آرایه با روشن کردن سیستم با نور و سپس مشاهده فلوئورسانس اتم‌های روبیدیم با استفاده از یک دوربین CCD  مشخص شده است.

شبیه سازهای کوانتومی

به بیان محققین، این تکنیک می‌تواند جهت شبیه سازی تنوعی از سیستم‌های کوانتومی شامل آهنرباهای کوانتومی مورد استفاده قرار گیرد. به گفته Lahaye "ما هم اکنون به دنبال انجام این نوع از آزمایش‌ها با استفاده از این تکنیک هستیم، چنان چه با ترکیب کردن فعالیت قبلی‌مان که در آنها اتم‌های به دام افتاده را به حالت‌های (ریدبرگ) شدیداً برانگیخته تحریک می‌کردیم تا مدل کوانتومی آیزینگ (که آهنرباهای ایده آل را توصیف می‌کند) را شبیه سازی کنیم. ما همچنین در پی استفاده از این تکنیک "چیدمان اتم-اتم" هستیم تا به شبیه سازی کوانتومی آهنرباهای ناکام با مقایسه آنچه که در هندسه‌های مختلف مانند شبکۀ مربعی یا مثلثی رخ می‌دهد، بپردازیم.