إذا تخيلنا ضوء الليزر كتيار من جزيئات الضوء، ما يسمى بالفوتونات، فهي كذلك تماما
هذه الفوتونات المعزولة ، على سبيل المثال ، هيالمتطلبات الأساسية للشبكة الكمية. حتى الآن ، كانت بواعث الكم المفردة ، مثل ذرة واحدة أو جزيء واحد ، تعمل عمومًا كمصادر لمثل هذه التدفقات من الفوتونات الفردية. إذا كان الباعث الكمي متحمسًا بضوء الليزر والفلور ، فإنه سيصدر دائمًا فوتونًا واحدًا بالضبط لكل قفزة كمية. بالنسبة لهذا النوع من المصادر ، لا يزال من الصعب "تغذية" الفوتونات المنبعثة بكفاءة في الألياف الزجاجية لإرسال أكبر عدد ممكن منها إلى جهاز الاستقبال.
نجح فيزيائيون من ألمانيا والدنمارك والنمساإنشاء نوع من "الباب الدوار" للضوء في الألياف الزجاجية الذي يسمح لجزيئات الضوء بالمرور عبر جزيئات واحدة فقط في المرة الواحدة. وجاء مقترح التجربة من عالمي الفيزياء النظرية الدكتور سهند محموديان والبروفيسور كليمنس هاميرر من جامعة لايبنتز هانوفر وزملائهما من جامعة كوبنهاجن. تم إجراء التجربة بمساعدة المجموعة البحثية للبروفيسور الدكتور أرنو راوشنبيوتل في جامعة هومبولت في برلين. ولهذا الغرض، استخدم العلماء واجهة قوية بين الذرة والضوء، حيث يتم احتجاز الذرات بجوار ألياف نانوية بصرية وألياف نانوية ضوئية. المرتبطة بالضوء الموجه في الألياف النانوية.
هذه الألياف الزجاجية الخاصة مائة مرةأرق من شعرة الإنسان ، والذرات على مسافة 0.2 ميكرومتر من سطح الألياف الزجاجية. في الوقت نفسه ، يتم تبريدها بواسطة ضوء الليزر إلى درجات حرارة تبلغ بضعة أجزاء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق. سمح هذا النظام للباحثين بالتحكم الدقيق في عدد الذرات على طول شعاع الليزر. بعد ذلك ، أثناء التجربة ، حلل الباحثون عدد المرات التي تترك فيها الفوتونات الألياف بشكل فردي أو في أزواج.
عندما تم أسر حوالي 150 ذرةألياف نانوية ، اتضح أن الضوء المرسل يتكون عمليا فقط من فوتونات معزولة. وهكذا ، عملت جميع الذرات معًا على الفوتونات مثل الباب الدوار الذي ينظم تدفق الناس. والمثير للدهشة أن التأثير كان معاكسا عندما زاد عدد الذرات: ثم سمحت الذرات بمرور الفوتونات ، ويفضل أن يكون ذلك في أزواج.
هذا الاكتشاف يفتح طريقًا جديدًا تمامًاإنشاء مصادر ساطعة أحادية الفوتون مع ألياف مدمجة. في الوقت نفسه ، يمكن تطبيق مبدأ التشغيل الذي أوضحه الباحثون على مجموعة واسعة من الطيف الكهرومغناطيسي (من الموجات الدقيقة إلى الأشعة السينية). هذا يفتح إمكانية توليد فوتونات مفردة في نطاقات طيفية لا توجد مصادر لها بعد. تقدم الباحثون بالفعل بطلب للحصول على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا.
اقرأ أيضا
في عصر النظم البيئية: كيف يتحول عمالقة تكنولوجيا المعلومات إلى واجهات في حياتنا اليومية
تبين أن نهر Doomsday الجليدي أكثر خطورة مما اعتقد العلماء. نقول الشيء الرئيسي
استبدل GitHub مصطلح "رئيسي" بمكافئ محايد