Physiker der Universitäten Sydney und Basel haben erstmals die Fähigkeit zur Manipulation nachgewiesen
Stimulierte Emission - Erzeugung eines neuen Photonsbeim Übergang eines Quantensystems von einem Zustand in einen anderen - wurde von Albert Einstein beschrieben und dient zum Betrieb von Lasern. Traditionell wird es für viele Photonen beobachtet. In einer neuen Studie haben Physiker die stimulierte Emission einzelner Photonen beobachtet. Sie maßen die direkte Zeitverzögerung zwischen einem einzelnen Photon und einem Paar gebundener Photonen, die von einem einzelnen Quantenpunkt gestreut werden.
Das von uns gebaute Gerät induzierte so starke Wechselwirkungen zwischen Photonen, dass wir den Unterschied zwischen einem und zwei Photonen beobachten konnten.
Wir haben festgestellt, dass ein Photon um verzögert wirdlängere Zeit im Vergleich zu zwei Photonen. Bei dieser wirklich starken Photon-Photon-Wechselwirkung verschränken sich zwei Photonen in Form eines sogenannten Zwei-Photonen-gebundenen Zustands.
Natasha Tomm, Co-Autorin der Studie von der Universität Basel
Experimentell (links) und theoretisch (rechts) Beobachtung der Ein-Photonen- und Zwei-Photonen-Dispersion der Verzögerung des gebundenen Zustands. Bild: Natasha Tomm et al., Nature Physics
Das "Quantenlicht", das Wissenschaftler beobachtet habenermöglicht genauere Messungen mit besserer Auflösung und weniger Photonen, sagen die Wissenschaftler. Dies kann für Anwendungen in der biologischen Mikroskopie wichtig sein, wo eine hohe Lichtintensität Proben beschädigen kann und wenn beobachtete Objekte und Phänomene besonders klein sind.
Licht wird oft verwendet, um klein zu messenEntfernungen mit Instrumenten, die Interferometer genannt werden. Die Gesetze der Quantenmechanik setzen der Empfindlichkeit solcher Geräte Grenzen. Diese Grenze hängt davon ab, wie empfindlich die Messung sein kann, und von der durchschnittlichen Anzahl von Photonen im Messgerät. "Quantenlicht" ist in diesen Aspekten dem Laserstrahl überlegen.
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