Αν φανταστούμε το φως λέιζερ ως ένα ρεύμα σωματιδίων φωτός, τα λεγόμενα φωτόνια, τότε είναι εντελώς
Τέτοια απομονωμένα φωτόνια, για παράδειγμα, είναιβασική απαίτηση για ένα κβαντικό δίκτυο. Μέχρι τώρα, οι μεμονωμένοι κβαντικοί εκπομποί, όπως ένα μόνο άτομο ή ένα μόριο, λειτουργούσαν γενικά ως πηγές τέτοιων ρευμάτων μεμονωμένων φωτονίων. Εάν ένας κβαντικός εκπομπός διεγείρεται από φως λέιζερ και φθορισμό, θα εκπέμπει πάντα ακριβώς ένα φωτόνιο για κάθε κβαντικό άλμα. Για αυτόν τον τύπο πηγής, εξακολουθεί να είναι μια πρόκληση να «τροφοδοτήσετε» αποτελεσματικά τα εκπεμπόμενα φωτόνια στις ίνες γυαλιού για να στείλετε όσο το δυνατόν περισσότερα από αυτά στον δέκτη.
Τα κατάφεραν φυσικοί από τη Γερμανία, τη Δανία και την Αυστρίαδημιουργήστε ένα είδος «τουρνικέ» για το φως σε ίνες γυαλιού που επιτρέπει στα σωματίδια φωτός να περνούν μόνο ένα κάθε φορά. Η πρόταση για το πείραμα προήλθε από τους θεωρητικούς φυσικούς Δρ. Sahand Mahmoudian και τον καθηγητή Clemens Hammerer από το Πανεπιστήμιο Leibniz του Ανόβερου και συναδέλφους από το Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια της ερευνητικής ομάδας του καθηγητή Δρ Arno Rauschenbeutel στο Πανεπιστήμιο Humboldt του Βερολίνου. Για το σκοπό αυτό, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια ισχυρή διεπαφή ατόμου-φωτός, στην οποία τα άτομα παγιδεύονται δίπλα σε μια οπτική νανοΐνα και σχετίζεται με το φως που καθοδηγείται στις νανοΐνες.
Αυτές οι ειδικές ίνες γυαλιού είναι εκατό φορέςλεπτότερο από τα ανθρώπινα μαλλιά και τα άτομα συγκρατούνται σε απόσταση 0,2 μικρομέτρων από την επιφάνεια του υαλοβάμβακα. Ταυτόχρονα, ψύχονται με φως λέιζερ σε θερμοκρασία μερικών εκατομμυρίων του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν. Αυτό το σύστημα επέτρεψε στους ερευνητές να ελέγχουν με ακρίβεια τον αριθμό των ατόμων κατά μήκος της δέσμης λέιζερ. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια του πειράματος, οι ερευνητές ανέλυσαν πόσο συχνά τα φωτόνια εξέρχονται από την ίνα μεμονωμένα ή σε ζεύγη.
Όταν περίπου 150 άτομα συλλήφθηκαν περίπουνανοΐνες, αποδείχθηκε ότι το εκπεμπόμενο φως αποτελούσε σχεδόν μόνο απομονωμένα φωτόνια. Έτσι, όλα τα άτομα ενήργησαν μαζί σε φωτόνια σαν περιστροφική πύλη που ρυθμίζει τη ροή των ανθρώπων. Παραδόξως, το αποτέλεσμα ήταν το αντίθετο όταν αυξήθηκε ο αριθμός των ατόμων: τότε τα άτομα πέρασαν φωτόνια, κατά προτίμηση σε ζεύγη.
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει έναν εντελώς νέο τρόποδημιουργώντας φωτεινές πηγές ενός φωτονίου με ενσωματωμένη ίνα. Ταυτόχρονα, η αρχή της λειτουργίας που επιδεικνύουν οι ερευνητές μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από μικροκύματα έως ακτίνες Χ). Αυτό ανοίγει τη δυνατότητα δημιουργίας μεμονωμένων φωτονίων σε φασματικές περιοχές για τις οποίες δεν υπάρχουν ακόμη πηγές. Οι ερευνητές έχουν ήδη υποβάλει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτήν την τεχνολογία.
Διαβάστε επίσης
Στην εποχή των οικοσυστημάτων: πώς οι γίγαντες της πληροφορικής μετατρέπονται σε διεπαφές της καθημερινής μας ζωής
Ο παγετώνας Doomsday αποδείχθηκε πιο επικίνδυνος από ό, τι πίστευαν οι επιστήμονες. Λέμε το κύριο πράγμα
Το GitHub αντικατέστησε τον όρο "master" με ένα ουδέτερο ισοδύναμο