Fizikçiler, fotonlar için benzersiz bir iletim sistemi yarattı

Lazer ışığını foton adı verilen ışık parçacıklarının akışı olarak hayal edersek, o zaman bunlar tamamen

birbirinden bağımsızdır ve bunların tam zamanıvarış duruma bağlıdır. Özellikle iki foton aynı anda alıcıya ulaşabilir. Ancak birçok durumda bir fotonun birbiri ardına tespit edilmesi, yani ışık parçacıklarının bir dizi inci gibi sıralanması arzu edilir.

Bu tür izole edilmiş fotonlar, örneğin,bir kuantum ağı için temel gereksinim. Şimdiye kadar, tek bir atom veya tek bir molekül gibi tek kuantum yayıcılar, genellikle bu tür bireysel foton akışlarının kaynağı olarak görev yaptı. Bir kuantum yayıcı lazer ışığı ve floresan tarafından uyarılırsa, her kuantum sıçraması için her zaman tam olarak bir foton yayar. Bu tür bir kaynak için, yayılan fotonları mümkün olduğunca çoğunu alıcıya göndermek için fiberglasın içine verimli bir şekilde "beslemek" hala bir zorluktur.

Almanya, Danimarka ve Avusturya'dan fizikçiler başardıCam elyaflarda, ışık parçacıklarının bir seferde yalnızca bir tane geçmesine izin veren bir tür ışık "turnikesi" yaratıldı. Deney önerisi, Hannover Leibniz Üniversitesi'nden teorik fizikçiler Dr. Sahand Mahmoudian ve Profesör Clemens Hammerer ile Kopenhag Üniversitesi'nden meslektaşlarından geldi. Deney, Berlin Humboldt Üniversitesi'nden Profesör Dr. Arno Rauschenbeutel'in araştırma grubunun yardımıyla gerçekleştirildi. Bu amaçla bilim insanları, atomların optik bir nanofiberin yanında sıkışıp kaldığı güçlü bir atom-ışık arayüzü kullandılar ve bu arayüz; nanofiberde yönlendirilen ışıkla ilişkilidir.

Bu özel cam elyaflar yüz kereinsan saçından daha ince ve atomlar fiberglasın yüzeyinden 0,2 mikrometre uzaklıkta tutulur. Aynı zamanda, lazer ışığı ile mutlak sıfırın üzerindeki bir derecenin birkaç milyonda biri kadar sıcaklıklara soğutulurlar. Bu sistem, araştırmacıların lazer ışını boyunca atom sayısını hassas bir şekilde kontrol etmelerini sağladı. Daha sonra, deney sırasında araştırmacılar, fotonların tek tek veya çiftler halinde fiberden ne sıklıkla çıktığını analiz ettiler.

Yaklaşık 150 atom yakalandığındananolifler, iletilen ışığın pratikte sadece izole edilmiş fotonlardan oluştuğu ortaya çıktı. Böylece atomlar hep birlikte fotonlar üzerinde insanların akışını düzenleyen bir turnike gibi hareket ettiler. Şaşırtıcı bir şekilde, atom sayısı arttığında etki tam tersi oldu: daha sonra atomlar, tercihen çiftler halinde fotonları geçti.

Bu keşif yepyeni bir yol açıyordahili fiber ile parlak tek foton kaynakları oluşturmak. Aynı zamanda, araştırmacılar tarafından gösterilen çalışma prensibi, geniş bir elektromanyetik spektrum aralığına (mikrodalgalardan X ışınlarına) uygulanabilir. Bu, henüz kaynak bulunmayan spektral aralıklarda tekli fotonlar üretme olasılığını açar. Araştırmacılar bu teknoloji için zaten bir patent başvurusunda bulundular.

Ayrıca okuyun

Ekosistem çağında: BT devleri nasıl günlük hayatımızın arayüzlerine dönüşüyor

Kıyamet buzulu bilim adamlarının sandığından daha tehlikeli çıktı. Ana şeyi söyleriz

GitHub, "ana" terimini nötr eşdeğeriyle değiştirdi