Lys skiftede til Stof, stoppede derefter og flyttede

ved at konvertere lys til stof og derefter tilbage igen har fysikere for første gang stoppet en lyspuls og derefter genstartet den en lille afstand væk. Dette” kvantemekaniske magiske trick ” giver hidtil uset kontrol over lys og kan have anvendelser inden for fiberoptisk kommunikation og kvanteinformationsbehandling.Harvard University professor Lene Hau forklarer, hvordan hun stopper lys et sted og derefter henter og fremskynder det på et helt separat sted. (Foto: Justin Ide / Harvard Nyhedskontor) i kvantenetværk konverteres information, der optisk transmitteres over netværket, til stof, behandles og konverteres derefter tilbage til lys. Fysikerne ved Harvard University håber, at deres opdagelse kunne give en mulig måde at gøre dette på, da materie, i modsætning til lys, let kan manipuleres. Deres resultater blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Nature.
“vi demonstrerer, at vi kan stoppe en lyspuls i en superkølet natriumsky, gemme de data, der er indeholdt i den, og helt slukke den, kun for at reinkarnere pulsen i en anden sky to tiendedele af en millimeter væk,” sagde Lene Vestergaard Hau, Mallinckrodt Professor i fysik og Anvendt Fysik ved Harvards Fakultet for Kunst og videnskab og School of Engineering and Applied Sciences.
i et “kvantemekanisk magisk trick” udtænkt af Harvard University fysikere, slukkes en lyspuls i en ultrakold atomsky (lilla), omdannes til stof og genoplives derefter i en anden, før den får lov til at forlade den anden sky i sin oprindelige tilstand. (Billede med tilladelse fra Sean R. Garner) dette markerer endnu en milepæl for Hau i lysmanipulation. I 1998 bremsede hun lys, der bevæger sig i frit rum med en hastighed på 186.000 miles i sekundet, til kun 38 miles i timen i en sky af ultrakolde atomer. Einstein og andre har teoretiseret, at lysets hastighed i frit rum ikke kan ændres. To år senere stoppede hun lyset helt i en lignende sky og genstartede det derefter uden at ændre dets egenskaber. Hun modtog et $ 500.000 MacArthur Foundation-stipendium (såkaldt “genius grant”) til disse eksperimenter. i hendes seneste arbejde, Hau og hendes medforfattere, Naomi S. Ginsberg og Sean R. Garner, fandt ud af, at lyspulsen kan genoplives, og dens information overføres mellem de to skyer af natriumatomer ved at konvertere den originale optiske puls til en rejse stofbølge, som er en nøjagtig materie kopi af den oprindelige puls, der rejser i et melasselignende tempo på 200 m (600 ft) i timen. Materiepulsen omdannes let tilbage til lys, når den kommer ind i den anden af de superkølede skyer-kendt som Bose-Einstein-kondensater-og lyser med en kontrollaser. “Bose-Einstein-kondensaterne er meget vigtige for dette arbejde, fordi atomer inden for disse skyer bliver faselåste og mister deres individualitet og uafhængighed,” sagde Hau. “Atomernes låsetrin i et Bose-Einstein-kondensat gør det muligt at replikere informationen i den indledende lyspuls nøjagtigt inden for den anden sky af natriumatomer, hvor atomerne samarbejder om at genoplive lyspulsen.”

inden for et Bose-Einstein-kondensat-en sky af natriumatomer afkølet til kun milliarddele af en grad over absolut nul-komprimeres en lyspuls med en faktor på 50 millioner uden at miste nogen af de oplysninger, der er gemt i den. Lyset driver nogle af skyens cirka 1,8 millioner natriumatomer til at indgå i “Kvante superposition”-tilstande med en komponent med lavere energi, der forbliver sat, og en komponent med højere energi, der bevæger sig mellem de to skyer.Diagram, der viser tidslinjen for Harvard-forskningen. (Billede med tilladelse fra Naomi S. Ginsberg, Sean R. Garner og Lena V. Hau) amplituden og fasen af lyspulsen stoppet og slukket i den første Sky er præget i denne rejsekomponent og overført til den anden sky, hvor den genfangede information kan genskabe den originale lyspuls.
den periode, hvor lyspulsen bliver materie, og materiepulsen er isoleret i rummet mellem kondensatskyerne, kunne tilbyde forskere og ingeniører et spændende nyt vindue til styring og manipulation af optisk information; forskere kan nu ikke let kontrollere optisk information under rejsen, undtagen for at forstærke signalet for at undgå at falme. Det nye arbejde fra Hau og hendes kolleger markerer den første vellykkede manipulation af sammenhængende optisk information.
” dette arbejde kunne give et manglende led i styringen af optisk information,” sagde Hau. “Mens sagen rejser mellem de to Bose-Einstein-kondensater, kan vi fange det, potentielt i minutter, og omforme det-ændre det-på den måde, vi ønsker. Denne nye form for kvantekontrol kunne også have applikationer inden for udvikling af kvanteinformationsbehandling og kvantekryptografi.”
denne forskning blev støttet af Air Force Office of Sponsored Research, National Science Foundation og NASA.
For mere information, besøg:.Harvard.edu

seneste fra PHOTONICS MEDIA

  • Machine Learning-aktiveret Nir hyperspektral Imaging System IDs Skjulte tumorer Feb 5, 2021
  • Donovan Leonard udnævnt til Physical Science Director for Microscopy Society of America Feb 5, 2021
  • Fraunhofer ILT, samarbejdspartnere Udvikler reparations-og Laserbelægningsproces til metalkomponenter Feb 5, 2021
  • HORIBA Frankrig åbner r&d site; Horiba erhverver leverandør af kliniske testløsninger Feb 5, 2021
  • Metalens Technology Startup tildelt licens til Fladoptikinnovationer Feb 4, 2021
  • BPSA vælger Kosina-præsident/administrerende direktør til bestyrelsen Feb 4, 2021
  • EKSMA Optics åbner ny facilitet Feb 4, 2021
  • Metasurface Tech giver mulighed for mere effektiv optisk opbevaring 4. februar 2021

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.