Físicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica han creado un metamaterial conmutable. Óptico
Los investigadores recolectaron átomos de rubidio enun patrón regular bidimensional fijo para que los elementos individuales estén a distancias menores que la longitud de onda del fotón. Debido a la proximidad de los átomos, tal matriz actúa “cooperativamente”, explican los científicos. Como resultado del aumento en el vínculo entre la luz y la materia, incluso un solo fotón que pasa por un átomo se refleja de manera efectiva. Esta estructura es el espejo más ligero del mundo y consta de una sola capa de átomos.
Un espejo óptico tiene mucho en común con suanálogo clásico. En particular, la probabilidad de reflexión es fija y no puede controlarse. Para controlar las propiedades del espejo, los físicos diseñaron y colocaron un interruptor que consta de un único átomo de Rydberg en el centro del conjunto.
Estos son átomos similares al hidrógeno o átomos alcalinos.metales en los que el electrón exterior está en un estado muy excitado. Cuando dicho átomo es irradiado con luz láser, pasa del suelo al estado excitado y viceversa. Dependiendo del estado de energía, el espejo óptico se volvió reflectante o transparente como una ventana.
Metasuperficie óptica en estados apagado (izquierda) y encendido (derecha). En el primer caso, la matriz es transparente y en el segundo, refleja la luz. Imagen: Kritsana Srakaew et al., Nature Physics
Los investigadores señalan que la cuánticael interruptor toma no solo dos valores extremos "0" y "1", sino que más a menudo resulta estar en un estado intermedio. Como resultado, a diferencia de un espejo clásico, una metasuperficie se puede configurar para que refleje y transmita fotones de luz al mismo tiempo.
El desarrollo se puede utilizar para ofuscarluz atómica, añaden los autores del trabajo. Establecer un interruptor cuántico en una superposición coherente entre el estado fundamental y el excitado crea un entrelazamiento del átomo y la luz, una conexión única y extraña entre el fotón entrante y el interruptor atómico.
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En la portada: una ilustración artística del espejo atómico. Imagen: Christoph Hohmann, MCQST