Fizycy z Instytutu Optyki Kwantowej Maxa Plancka stworzyli przełączalny metamateriał. Optyczny
Naukowcy zebrali atomy rubidu wustalony dwuwymiarowy regularny wzór, tak że poszczególne elementy znajdują się w odległości mniejszej niż długość fali fotonu. Ze względu na bliskość atomów taka macierz działa „kooperatywnie” – wyjaśniają naukowcy. W wyniku wzrostu wiązania między światłem a materią, nawet pojedynczy foton przechodzący przez jeden atom zostaje skutecznie odbity. Ta struktura jest najlżejszym zwierciadłem na świecie, składającym się tylko z jednej warstwy atomów.
Lustro optyczne ma z nim wiele wspólnegoklasyczny analog. W szczególności prawdopodobieństwo odbicia jest stałe i nie można go kontrolować. Aby kontrolować właściwości zwierciadła, fizycy zaprojektowali i umieścili przełącznik składający się z pojedynczego atomu Rydberga w środku układu.
Są to atomy wodoru lub atomy zasad.metale, w których zewnętrzny elektron jest w stanie silnie wzbudzonym. Kiedy taki atom zostanie napromieniowany światłem lasera, przechodzi ze stanu podstawowego do stanu wzbudzonego i odwrotnie. W zależności od stanu energetycznego zwierciadło optyczne stawało się odblaskowe lub przezroczyste jak okno.
Metapowierzchnia optyczna w stanie wyłączonym (po lewej) i włączonym (po prawej). W pierwszym przypadku tablica jest przezroczysta, w drugim odbija światło. Zdjęcie: Kritsana Srakaew i in., Nature Physics
Naukowcy zauważają, że kwantprzełącznik przyjmuje nie tylko dwie skrajne wartości „0” i „1”, ale częściej okazuje się, że jest w stanie pośrednim. W rezultacie, w przeciwieństwie do klasycznego lustra, metapowierzchnię można skonfigurować tak, aby jednocześnie odbijała i przepuszczała fotony światła.
Rozwój można wykorzystać do zaciemnianiaświatło atomowe – dodają autorzy pracy. Ustawienie przełącznika kwantowego w spójnej superpozycji między stanem podstawowym i wzbudzonym tworzy splątanie atomu i światła, unikalne i dziwne połączenie między nadchodzącym fotonem a przełącznikiem atomowym.
Czytaj więcej:
Znalazł sposób na obniżenie poziomu cukru we krwi bez zastrzyków z insuliny
Naukowcy uważają, że kształt wszechświata nie jest taki, jak wszyscy myślą
Helikopter NASA pokazał zachód słońca na Marsie. To nie wygląda jak ziemia.
Na okładce: artystyczna ilustracja lustra atomowego. Zdjęcie: Christoph Hohmann, MCQST