Μια ομάδα επιστημόνων έχει αναπτύξει μια οπτική διάταξη για την αποστολή κβαντικού φωτός μέσω μιας ίνας εντοπισμού
Σχηματική απεικόνιση του πειράματος. Εικόνα: Alexander Demuth et al., Communications Physics
Σε πείραμα που πραγματοποίησαν φυσικοί, ένα ειδικόΗ οπτική ίνα διαίρεσης φάσης συνδέει τον πομπό και τον δέκτη. Η πρώτη είναι μια κβαντική πηγή φωτός. Δημιουργεί κβαντικά συσχετισμένα ζεύγη φωτονίων μέσω αυθόρμητης παραμετρικής προς τα κάτω μετατροπής σε έναν μη γραμμικό κρύσταλλο.
Κατά τη διαδικασία παραγωγής, ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας μετατρέπεται σε ζεύγη φωτονίων, καθένα από τα οποία έχει μικρότερη ενέργεια. Το μήκος κύματος ενός τέτοιου ζεύγους είναι 810 nm.
Ως δέκτης χρησιμοποιούσαν οι φυσικοίμια κάμερα matrix με δίοδο χιονοστιβάδας ενός φωτονίου (SPAD). Μια τέτοια κάμερα, σε αντίθεση με τις συμβατικές κάμερες CMOS, είναι τόσο ευαίσθητη που μπορεί να ανιχνεύσει μεμονωμένα φωτόνια με εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα θορύβου, εξηγούν οι επιστήμονες. Επιπλέον, έχει πολύ μεγάλη χρονική ανάλυση, ώστε να είναι γνωστή με μεγάλη ακρίβεια η ώρα «άφιξης» των μεμονωμένων φωτονίων.
Ίνα διαίρεσης φάσης:δομή ινών (α), σχήμα διάδοσης φωτός σε ιδανικές (β) και πραγματικές (γ) ίνες. Στη δεύτερη περίπτωση, το φως είναι μερικώς διάσπαρτο, μεταπηδώντας μεταξύ εντοπισμένων τρόπων λειτουργίας. Εικόνα: Alexander Demuth et al., Communications Physics
Κατά τη διάρκεια του πειράματος, η διάταξη SPAD ανακάλυψε καινα αναγνωρίσουν ζεύγη φωτονίων που φτάνουν ταυτόχρονα (ταιριάζουν). Δεδομένου ότι τα ζεύγη είναι κβαντικά συσχετισμένα, γνωρίζοντας πού βρίσκεται το ένα από τα δύο φωτόνια λέει τη θέση του άλλου φωτονίου. Η ομάδα εξέτασε αυτή τη συσχέτιση πριν και μετά την αποστολή του κβαντικού φωτός, δείχνοντας με επιτυχία ότι η χωρική αντισυσχέτιση των φωτονίων πράγματι επιμένει.
Οι ερευνητές συνεχίζουν να εργάζονταιβελτίωση της τεχνολογίας. Συγκεκριμένα, σχεδιάζουν να δημιουργήσουν μια οπτική ίνα που θα ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις της εξασθένησης, γεγονός που θα αυξήσει το εύρος μετάδοσης των σχετικών δεδομένων.
Σε αντίθεση με το συμβατικό οπτικό single-modeίνες που μεταδίδουν δεδομένα μέσω ενός πυρήνα, ίνα διαίρεσης φάσης (PSF) ή ίνα εντοπισμού Anderson με διαίρεση φάσης αποτελείται από πολλά γυάλινα νήματα ενσωματωμένα σε μια γυάλινη μήτρα με δύο διαφορετικούς δείκτες διάθλασης. Δεδομένου ότι υπάρχουν δύο δείκτες διάθλασης στο υλικό, αυτό δημιουργεί μια πλευρική διαταραχή που οδηγεί σε εγκάρσιο (δισδιάστατο) εντοπισμό του φωτός Άντερσον στο υλικό.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια μαγνητική καταιγίδα πρόκειται να χτυπήσει τη Γη
Ονόμασε τον κύριο κίνδυνο της σεληνιακής αποστολής "Άρτεμις"
Το αληθινό νόημα της μουμιοποίησης αποκαλύπτεται: όλο αυτό το διάστημα, οι επιστήμονες έκαναν λάθος
Στο εξώφυλλο: μια απεικόνιση μιας διάταξης για τη μετάδοση κβαντικού φωτός. Εικόνα: ICFO/ A. Cuevas