Físicos do Instituto Max Planck de Óptica Quântica criaram um metamaterial comutável.Óptico
Os pesquisadores coletaram átomos de rubídio emum padrão regular bidimensional fixo de modo que os elementos individuais estejam a distâncias menores que o comprimento de onda do fóton. Devido à proximidade dos átomos, tal matriz age “cooperativamente”, explicam os cientistas. Como resultado do aumento da ligação entre a luz e a matéria, até mesmo um único fóton passando por um átomo é efetivamente refletido. Essa estrutura é o espelho mais leve do mundo, formado por apenas uma camada de átomos.
Um espelho óptico tem muito em comum com seuanálogo clássico. Em particular, a probabilidade de reflexão é fixa e não pode ser controlada. Para controlar as propriedades do espelho, os físicos projetaram e colocaram uma chave composta por um único átomo de Rydberg no centro da matriz.
Estes são átomos semelhantes a hidrogênio ou átomos alcalinos.metais nos quais o elétron externo está em um estado altamente excitado. Quando tal átomo é irradiado com luz laser, ele passa do estado fundamental para o estado excitado e vice-versa. Dependendo do estado de energia, o espelho óptico torna-se reflexivo ou transparente como uma janela.
Metasuperfície óptica nos estados desligado (esquerda) e ligado (direita). No primeiro caso, a matriz é transparente e, no segundo, reflete a luz. Imagem: Kritsana Srakaew et al., Nature Physics
Os pesquisadores observam que o quantuma chave não assume apenas dois valores extremos "0" e "1", mas com mais frequência fica em um estado intermediário. Como resultado, ao contrário de um espelho clássico, uma metasuperfície pode ser configurada para refletir e transmitir fótons de luz ao mesmo tempo.
Desenvolvimento pode ser usado para ofuscarluz atômica, acrescentam os autores da obra. A configuração de um interruptor quântico em uma superposição coerente entre os estados fundamental e excitado cria um emaranhamento do átomo e da luz, uma conexão única e estranha entre o fóton que chega e o interruptor atômico.
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Na capa: uma ilustração artística do espelho atômico. Imagem: Christoph Hohmann, MCQST