光束只有在撞击物质粒子并被它们散射或反射时才能被看到，但在真空中，光束是不可见的。波恩大学的物理学家现在开发出了一种方法，即使在真空的条件下也可以让激光束可视化。该方法可以更轻松的执行操控单个原子所需的超精密激光对准。研究人员已在《物理评论应用》杂志上介绍了他们的方法。

当单个原子彼此相互作用时，由于它们的量子行为，它们经常表现出不寻常的行为。例如，这些效应可用于构建量子计算机，它可以解决传统计算机难以解决的某些问题。然而，对于这样的实验，有必要将单个原子操控到完全正确的位置。波恩大学应用物理研究所领导这项研究的Andrea Alberti博士解释说：“可以这么认为，我们使用作为光传送带的激光束来做到这一点。”

这样的光传送带包含无数个口袋，每个口袋可以容纳一个原子。这些口袋可以随意来回移动，是原子能够被运送到真空中的特定位置。如果你想在不同的方向移动原子，你通常需要更多这样的传送带。当更多的原子被传输到同一个位置时，它们可以相互作用。为了在受控的条件下进行此过程，传送带的所有口袋必须具有相同的形状和深度。该研究的主要作者Gautam Ramola解释说：“为了确保这种均匀性，激光必须以微米精度重叠。”

这项任务并不想听起来那么简单。一方面，它需要很高的准确性。Alberti说道：“这有点像必须从足球场的看台用激光笔瞄准开球点位置的豆子。但这还不是全部，你实际上必须蒙着眼睛去做。”这是因为量子实验发生在几乎完美的真空中，在那里激光束是不可见的。

因此，波恩大学的研究人员使用原子本身来测量激光束的传播。Alberti解释说：“为此，我们首先以一种特有的方式改变了激光，我们称之为椭圆偏振。”当原子被以这种方式制备的激光束照射时，它们会以一种特有的方式改变自身状态。可以以非常高的精度测量这些变化。Alberti说：“每个原子就像一个记录光束强度的小传感器。通过检查不同位置的数千个原子，我们可以将光束的位置确定在千分之几毫米的范围内。”

例如，研究人员通过这种方式成功地调整了四束激光束，使它们准确地在所需位置相交。Alberti说：“这样的调整通常需要几周时间，而且你仍然不能保证已经达到最佳状态。通过我们的方法，我们只需要大约一天的时间就可以做到这一点。”（编译:Qtech）