Elettroni e fotoni collegati in un microscopio elettronico: cambierà il mondo quantistico

Per migliorare la tecnologia quantistica, gli scienziati spesso hanno bisogno di singole particelle come i fotoni

(particelle elementari della luce) con proprietà speciali. Ma non è così semplice, quindi i fisici hanno sviluppato un nuovo metodo che genera simultaneamente due particelle separate come una coppia.

Si sono collegati con successo separatamente gratuitamenteelettroni e fotoni al microscopio elettronico. In un esperimento all'Università di Gottinga, un raggio di microscopio elettronico passa attraverso un chip ottico incorporato prodotto presso il Politecnico federale di Losanna. Il chip è costituito da un collegamento in fibra ottica e un risonatore a forma di anello che immagazzina la luce trattenendo i fotoni che si muovono in cerchio.

Quando un elettrone si disperde in un luogo inizialmente vuotorisonatore, viene generato un fotone. Nel processo, l'elettrone perde esattamente la stessa quantità di energia necessaria per creare un fotone praticamente dal nulla nel risonatore. Di conseguenza, due particelle interagiscono e si combinano, formando una coppia. Il metodo di misurazione migliorato ha consentito ai fisici di determinare con precisione le singole particelle coinvolte e la loro manifestazione simultanea.

Con una coppia elettrone-fotone, i fisici devono misurareuna sola particella per ottenere informazioni sul contenuto energetico e sull'aspetto temporale della seconda. Quindi i ricercatori possono utilizzare una particella quantistica in un esperimento e allo stesso tempo confermarne la presenza rilevando un'altra particella nel circuito precursore. Tale funzione cambierà le tecnologie quantistiche migliorandole.

Il metodo cambierà la microscopia elettronica. Nel campo dell'ottica quantistica, le coppie entangled di fotoni stanno già migliorando le immagini. Tali concetti possono ora essere esplorati con gli elettroni.

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