Dacă ne imaginăm lumina laser ca un flux de particule de lumină, așa-numiții fotoni, atunci aceștia sunt complet
Astfel de fotoni izolați, de exemplu, suntcerință de bază pentru o rețea cuantică. Până în prezent, emițătorii cuantici unici, cum ar fi un singur atom sau o singură moleculă, acționau în general ca surse ale unor astfel de fluxuri de fotoni individuali. Dacă un emițător cuantic este excitat de lumina și fluorescența laserului, acesta va emite întotdeauna exact un foton pentru fiecare salt cuantic. Pentru acest tip de sursă, este încă o provocare „alimentarea” eficientă a fotonilor emiși în fibra de sticlă pentru a trimite cât mai mulți dintre ei la receptor.
Fizicienii din Germania, Danemarca si Austria au reusitcreați un fel de „turnichet” pentru lumină în fibre de sticlă, care permite particulelor de lumină să treacă doar una la un moment dat. Propunerea pentru experiment a venit de la fizicienii teoreticieni Dr. Sahand Mahmoudian și profesorul Clemens Hammerer de la Universitatea Leibniz din Hanovra și colegii de la Universitatea din Copenhaga. Experimentul a fost realizat cu ajutorul grupului de cercetare al profesorului dr. Arno Rauschenbeutel de la Universitatea Humboldt din Berlin. În acest scop, oamenii de știință au folosit o interfață puternică atom-lumină, în care atomii sunt prinși lângă o nanofibră optică și asociat cu lumina ghidată în nanofibră.
Aceste fibre speciale de sticlă sunt de o sută de orimai subțire decât un păr uman, iar atomii sunt ținuți la o distanță de 0,2 micrometri de suprafața fibrei de sticlă. În același timp, acestea sunt răcite de lumina laser la temperaturi de câteva milionimi de grad peste zero absolut. Acest sistem le-a permis cercetătorilor să controleze cu precizie numărul de atomi de-a lungul fasciculului laser. Apoi, în timpul experimentului, cercetătorii au analizat cât de des fotonii părăsesc fibra individual sau în perechi.
Când au fost capturați aproximativ 150 de atominanofibre, s-a dovedit că lumina transmisă consta aproape numai din fotoni izolați. Astfel, toți împreună atomii au acționat asupra fotonilor ca un turnichet care reglează fluxul oamenilor. În mod surprinzător, efectul a fost opus atunci când numărul de atomi a crescut: apoi atomii au trecut fotoni, de preferință în perechi.
Această descoperire deschide o cale complet nouăcrearea de surse luminoase cu un singur foton cu fibră încorporată. În același timp, principiul de funcționare demonstrat de cercetători poate fi aplicat pe o gamă largă a spectrului electromagnetic (de la microunde la raze X). Acest lucru deschide posibilitatea de a genera fotoni unici în intervale spectrale pentru care nu există încă surse. Cercetătorii au solicitat deja un brevet pentru această tehnologie.
Citește și
În era ecosistemelor: modul în care giganții IT se transformă în interfețe ale vieții noastre de zi cu zi
Ghețarul Doomsday s-a dovedit a fi mai periculos decât credeau oamenii de știință. Spunem principalul lucru
GitHub a înlocuit termenul „master” cu un echivalent neutru