Hvis vi tenker på laserlys som en strøm av lyspartikler, de såkalte fotonene, så er de helt
Slike isolerte fotoner er for eksempelgrunnleggende krav til et kvantenettverk. Inntil nå fungerte enkeltkvantemittere, for eksempel et enkelt atom eller et enkelt molekyl, generelt som kilder til slike strømmer av individuelle fotoner. Hvis en kvanteemitter blir begeistret av laserlys og fluorescens, vil den alltid avgi nøyaktig ett foton for hvert kvantehopp. For denne typen kilder er det fortsatt en utfordring å effektivt "mate" de utsendte fotonene inn i glassfiberen for å sende så mange av dem som mulig til mottakeren.
Fysikere fra Tyskland, Danmark og Østerrike lykteslage en slags «turnstile» for lys i glassfiber som lar lyspartikler passere gjennom kun én om gangen. Forslaget til eksperimentet kom fra teoretiske fysikere Dr. Sahand Mahmoudian og professor Clemens Hammerer fra Leibniz Universitetet i Hannover og kolleger fra Københavns Universitet. Eksperimentet ble utført ved hjelp av forskningsgruppen til professor Dr. Arno Rauschenbeutel ved Humboldt-universitetet i Berlin. For dette formålet brukte forskerne et kraftig atom-lys-grensesnitt, der atomer er fanget ved siden av en optisk nanofiber og assosiert med lys ledet i nanofiberen.
Disse spesielle glassfibrene er hundre gangertynnere enn et menneskehår, og atomer holdes i en avstand på 0,2 mikrometer fra glassfiberens overflate. Samtidig blir de avkjølt av laserlys til temperaturer på noen få milliondeler av en grad over absolutt null. Dette systemet tillot forskere å nøyaktig kontrollere antall atomer langs laserstrålen. Så, under eksperimentet, analyserte forskerne hvor ofte fotonene gikk ut av fiberen enkeltvis eller parvis.
Da omtrent 150 atomer ble tatt til fangenanofibre, viste det seg at det overførte lyset praktisk talt bare bestod av isolerte fotoner. Dermed virket alle atomene på fotonene som et vendepunkt som regulerer menneskestrømmen. Overraskende nok var effekten motsatt da antall atomer ble økt: da slapp atomene fotoner gjennom, helst parvis.
Denne oppdagelsen åpner en helt ny måteskape lyse enkeltfotonkilder med innebygd fiber. Samtidig kan operasjonsprinsippet demonstrert av forskerne brukes på et bredt spekter av det elektromagnetiske spekteret (fra mikrobølger til røntgenstråler). Dette åpner muligheten for å generere enkeltfotoner i spektrale områder som det ennå ikke er noen kilder til. Forskere har allerede søkt om patent på denne teknologien.
Les også
I økosystemenes tid: hvordan IT-giganter blir til grensesnitt for hverdagen vår
Dommedagsbreen viste seg å være farligere enn forskere trodde. Vi forteller det viktigste
GitHub har erstattet begrepet "master" med en nøytral ekvivalent