레이저 광을 소위 광자라고 불리는 빛 입자의 흐름으로 상상한다면, 그들은 완전히
예를 들어, 이러한 고립 된 광자는 다음과 같습니다.양자 네트워크의 기본 요구 사항. 지금까지 단일 원자 또는 단일 분자와 같은 단일 양자 방출기는 일반적으로 이러한 개별 광자 흐름의 소스 역할을했습니다. 양자 방출기가 레이저 광과 형광에 의해 여기되면 항상 각 양자 점프에 대해 정확히 하나의 광자를 방출합니다. 이러한 유형의 소스의 경우 방출 된 광자를 유리 섬유로 효율적으로 "공급"하여 가능한 한 많은 광자를 수신기로 보내는 것이 여전히 어려운 일입니다.
독일, 덴마크, 오스트리아의 물리학자들이 성공했습니다.빛 입자가 한 번에 하나씩만 통과할 수 있도록 유리 섬유에 빛을 위한 일종의 "개찰구"를 만듭니다. 실험에 대한 제안은 하노버 라이프니츠 대학교의 이론물리학자인 사한드 마무디안 박사와 클레멘스 해머러 교수, 코펜하겐 대학교의 동료들로부터 나왔습니다. 이번 실험은 베를린 훔볼트대학교 아르노 라우센보이텔(Arno Rauschenbeutel) 교수 연구팀의 도움으로 진행됐다. 이를 위해 과학자들은 원자가 광학 나노섬유 옆에 갇혀 있고 나노섬유에서 유도되는 빛과 관련이 있습니다.
이 특수 유리 섬유는사람의 머리카락보다 가늘고 원자는 유리 섬유 표면에서 0.2 마이크로 미터 거리에 있습니다. 동시에 레이저 광에 의해 절대 영도보다 몇 백만 분의 1도 높은 온도로 냉각됩니다. 이 시스템을 통해 연구자들은 레이저 빔을 따라 원자 수를 정밀하게 제어 할 수있었습니다. 그런 다음 실험 중에 연구원들은 광자가 섬유에서 개별적으로 또는 쌍으로 얼마나 자주 빠져 나왔는지 분석했습니다.
약 150 개의 원자가 포착되었을 때나노 섬유의 경우, 투과 된 빛은 사실상 고립 된 광자로만 구성된다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 모든 원자는 함께 사람의 흐름을 조절하는 개찰구처럼 광자에 작용했습니다. 놀랍게도 그 효과는 원자 수가 증가했을 때 반대였습니다. 원자는 광자를 통과 시키는데, 가급적이면 쌍을 이룹니다.
이 발견은 완전히 새로운 길을 열어줍니다내장 섬유로 밝은 단일 광자 소스를 생성합니다. 동시에 연구자들이 입증 한 작동 원리는 광범위한 전자기 스펙트럼 (마이크로파에서 X 선까지)에 적용될 수 있습니다. 이것은 아직 소스가없는 스펙트럼 범위에서 단일 광자를 생성 할 가능성을 열어줍니다. 연구원들은 이미이 기술에 대한 특허를 신청했습니다.
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