Natura efektów optycznych została wyjaśniona anomalią światła kwantowego

Klasyczny opis światła jako zjawiska falowego rzadko jest kwestionowany, ale jego pochodzenie jest pewne

efekty optyczne nadal nie są możliwewyjaśnić. Fizycy z Uniwersytetu w Tampere wykazali, że fale kwantowe zachowują się znacząco inaczej niż ich klasyczne odpowiedniki. Wyniki badań mogą zostać wykorzystane do poprawy dokładności pomiarów odległości.

Chociaż fizyka fal optycznych jest uważana za dobrązbadano, ma pewne podstawowe aspekty, które są nadal przedmiotem dyskusji. Naukowcy wyjaśniają, że jednym z nich jest anomalne zachowanie skupionych pól świetlnych. 

Faza lepka. Zdjęcie: Markus Hiekkamäki i in., Natrure Photonics

Zbiegająca się fala przechodząca przez ogniskouzyskuje dodatkowe przesunięcie fazowe w porównaniu z wiązką skolimowaną (strumień równoległych wiązek) lub falą płaską pokonującą tę samą odległość. Ten efekt jest znany jako faza Gouy.

Efekt ma szerokie zastosowanie w optyce praktycznej,ale jego natura nie jest do końca poznana. W nowej pracy naukowcy byli w stanie wykazać, że podobne efekty obserwuje się w przypadku światła kwantowego: układu dwóch pojedynczych fotonów. W tym przypadku, jak uważają autorzy pracy opublikowanej w czasopiśmie Nature Photonics, natura fazy Gouy jest związana ze zwiększonym rozprzestrzenianiem się pędu stanu N-fotonowego i szeregiem innych efektów kwantowych.

Zestaw doświadczalny. Zdjęcie: Markus Hiekkamäki i in., Natrure Photonics

W sferze kwantowej anomalne zachowanieprzyspiesza w porównaniu do klasycznego światła. Ponieważ fazę Gouy można wykorzystać do określenia odległości, na jaką pokonuje wiązka światła, przyspieszenie fazy kwantowej Gouy w optyce kwantowej poprawi dokładność pomiaru odległości.

Czytaj więcej:

Zobaczcie, jak w średniowieczu wyglądała kobieta, ksiądz i biskup. Ich twarze są żywe

Odtwórz Słońce na Ziemi: jak fizycy rozwiązali główny problem syntezy termojądrowej

Stworzył kompaktowy reaktor jądrowy do bezpiecznej produkcji energii