Fysiker från Max Planck Institute for Quantum Optics har skapat ett omkopplingsbart metamaterial. Optisk
Forskarna samlade rubidiumatomer iett fixerat tvådimensionellt regelbundet mönster så att de enskilda elementen är på avstånd mindre än fotonens våglängd. På grund av atomernas närhet fungerar en sådan grupp "samarbetande", förklarar forskarna. Som ett resultat av ökningen av bindningen mellan ljus och materia reflekteras till och med en enda foton som passerar en atom effektivt. Denna struktur är den lättaste spegeln i världen, bestående av bara ett lager av atomer.
En optisk spegel har mycket gemensamt med sinklassisk analog. I synnerhet är reflektionssannolikheten fast och kan inte kontrolleras. För att kontrollera spegelns egenskaper designade och placerade fysiker en strömbrytare bestående av en enda Rydberg-atom i mitten av arrayen.
Dessa är väteliknande atomer eller alkaliska atomer.metaller där den yttre elektronen är i ett starkt exciterat tillstånd. När en sådan atom bestrålas med laserljus passerar den från marken till det exciterade tillståndet och vice versa. Beroende på energitillståndet blev den optiska spegeln reflekterande eller genomskinlig som ett fönster.
Optisk metayta i avstängt läge (vänster) och på (höger). I det första fallet är matrisen transparent och i det andra reflekterar den ljus. Bild: Kritsana Srakaew et al., Nature Physics
Forskare noterar att kvantumomkopplaren tar inte bara två extrema värden "0" och "1", utan visar sig oftare vara i ett mellanläge. Som ett resultat, till skillnad från en klassisk spegel, kan en metayta konfigureras så att den både reflekterar och sänder ljusfotoner samtidigt.
Utveckling kan användas för att fördunklaatomljus, lägg till författarna till verket. Att sätta upp en kvantomkopplare i en koherent superposition mellan mark och exciterade tillstånd skapar en intrassling av atomen och ljuset, en unik och märklig koppling mellan den inkommande fotonen och atomomkopplaren.
Läs mer:
Hittade ett sätt att sänka blodsockret utan insulininjektioner
Forskare tror att universums form inte är vad alla tror
NASAs helikopter visade solnedgången på Mars. Det ser inte ut som jorden.
På omslaget: en konstnärlig illustration av atomspegeln. Bild: Christoph Hohmann, MCQST