レーザー光を光の粒子、いわゆるフォトンの流れとして想像すると、それらは完全に
そのような孤立した光子は、例えば、量子ネットワークの基本要件。これまで、単一の原子や単一の分子などの単一の量子エミッターは、一般に、個々の光子のそのようなストリームのソースとして機能していました。量子エミッターがレーザー光と蛍光によって励起されると、量子ジャンプごとに常に正確に1つの光子を放出します。このタイプのソースの場合、放出されたフォトンをファイバーグラスに効率的に「フィード」して、できるだけ多くのフォトンをレシーバーに送信することは依然として課題です。
ドイツ、デンマーク、オーストリアの物理学者が成功した光の粒子を一度に 1 つだけ通過させる、光用の「回転改札口」のようなものをグラスファイバーで作成します。この実験の提案は、ハノーバー・ライプニッツ大学の理論物理学者サハンド・マフムーディアン博士とクレメンス・ハメラー教授、およびコペンハーゲン大学の同僚らによってもたらされた。この実験は、ベルリンのフンボルト大学のアルノ・ラウシェンボイテル教授の研究グループの協力を得て実施されました。この目的のために、科学者らは強力な原子と光のインターフェースを使用しました。このインターフェースでは、原子が光ナノファイバーの隣に閉じ込められ、ナノファイバー内を導かれる光に関連しています。
これらの特別なガラス繊維は百倍です人間の髪の毛よりも細く、原子はグラスファイバーの表面から0.2マイクロメートルの距離に保持されます。同時に、それらはレーザー光によって絶対零度を超える数百万分の1度の温度まで冷却されます。このシステムにより、研究者はレーザービームに沿った原子の数を正確に制御することができました。次に、実験中に光子が個別にまたはペアでファイバーを出る頻度を分析しました。
約150個の原子が捕獲されたときナノファイバーでは、透過光は実質的に孤立した光子のみで構成されていることが判明しました。したがって、すべて一緒に原子は人々の流れを調整する回転木戸のように光子に作用しました。驚くべきことに、原子の数が増えると、効果は逆になり、原子はフォトンを通過します。
この発見はまったく新しい道を開くファイバーを内蔵した明るい単一光子源を作成します。同時に、研究者によって実証された動作原理は、広範囲の電磁スペクトル（マイクロ波からX線まで）に適用できます。これにより、ソースがまだないスペクトル範囲で単一光子を生成する可能性が開かれます。研究者はすでにこの技術の特許を申請しています。
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