Fizičari su prvi kontrolirali "kvantnu svjetlost" jednog atoma

Fizičari sa sveučilišta u Sydneyu i Baselu po prvi su put pokazali sposobnost manipuliranja

i identificirati mali broj fotona u interakciji—pakete svjetlosne energije—s visokom točnošću. Tehnologija će pomoći u razvoju kvantnog računalstva i medicinskog snimanja.

Stimulirana emisija - generiranje novog fotonatijekom prijelaza kvantnog sustava iz jednog stanja u drugo – opisao ga je Albert Einstein i koristi se za rad lasera. Tradicionalno se promatra za mnogo fotona. U novoj studiji, fizičari su promatrali stimuliranu emisiju pojedinačnih fotona. Mjerili su izravno vremensko kašnjenje između jednog fotona i para vezanih fotona raspršenih jednom kvantnom točkom.

Uređaj koji smo izgradili inducirao je tako jake interakcije između fotona da smo mogli uočiti razliku između jednog fotona koji je s njim u interakciji naspram dva.

Primijetili smo da jedan foton kasni zaduže vrijeme u usporedbi s dva fotona. U ovoj stvarno jakoj foton-foton interakciji, dva fotona se isprepliću u obliku onoga što se naziva dvofotonsko vezano stanje.

Natasha Tomm, koautorica studije sa Sveučilišta u Baselu

Eksperimentalno (lijevo) i teoretsko (desno) promatranje jednofotonske i dvofotonske disperzije kašnjenja u vezanom stanju. Slika: Natasha Tomm et al., Nature Physics

"Kvantna svjetlost" koju su znanstvenici uočiliomogućuje točnija mjerenja s boljom rezolucijom korištenjem manje fotona, kažu znanstvenici. Ovo može biti važno za primjene u biološkoj mikroskopiji, gdje visoki intenzitet svjetlosti može oštetiti uzorke i kada su promatrani objekti i pojave posebno mali.

Svjetlo se često koristi za mjerenje malogudaljenosti pomoću instrumenata koji se nazivaju interferometri. Zakoni kvantne mehanike postavljaju ograničenja na osjetljivost takvih uređaja. Ovo je ograničenje povezano s osjetljivošću mjerenja i prosječnim brojem fotona u mjernom uređaju. "Kvantna svjetlost" je u ovim aspektima superiornija od laserske zrake.

Čitaj više:

Fizičari su pronašli način da prevladaju ograničenja veličine poluvodiča

Pronađeno blago skriveno tijekom rata prije gotovo 1000 godina

Tajna dugovječnosti je otkrivena: znanstvenici su smislili kako pokrenuti potreban mehanizam u ljudskom tijelu