A fény anyaggá változott, majd megállt és elmozdult

a fény anyaggá történő átalakításával, majd vissza, a fizikusok először megállítottak egy fényimpulzust, majd kis távolságra újraindították. Ez a “kvantummechanikai mágikus trükk” példátlan irányítást biztosít a fény felett, és alkalmazható lehet a száloptikai kommunikációban és a kvantuminformáció-feldolgozásban.A Harvard Egyetem professzora, Lene Hau elmagyarázza, hogyan állítja meg a fényt egy helyen, majd egy teljesen külön helyen veszi fel és gyorsítja fel. (Fotó: Justin Ide / Harvard News Office) a kvantumhálózatokban a hálózaton keresztül optikailag továbbított információkat anyaggá alakítják, feldolgozzák, majd visszaalakítják fénnyé. A Harvard Egyetem fizikusai remélik, hogy felfedezésük lehetséges módot kínál erre, mivel az anyag, a fénytől eltérően, könnyen manipulálható. Eredményeiket ezen a héten tették közzé a Nature folyóiratban. “megmutatjuk, hogy meg tudunk állítani egy fényimpulzust egy túlhűtött nátriumfelhőben, el tudjuk tárolni a benne lévő adatokat, és teljesen ki tudjuk oltani, csak hogy az impulzust egy másik felhőben reinkarnáljuk, két tized milliméterrel arrébb”-mondta Lene Vestergaard Hau, a Harvard Művészeti és tudományos Karának Mallinckrodt professzora.
A Harvard Egyetem fizikusai által kidolgozott” kvantummechanikai mágikus trükkben ” egy fényimpulzus kialszik az egyik ultracold atomfelhőben (lila), anyaggá alakul, majd egy másikban újjáéled, mielőtt hagyják, hogy kilépjen a második felhőből eredeti állapotában. (Kép Sean R. Garner jóvoltából) ez újabb mérföldkövet jelent a hau számára a könnyű manipulációban. 1998-ban lelassította a fényt, amely a szabad térben másodpercenként 186 000 mérföld sebességgel halad, mindössze 38 mérföld per órára ultrahideg atomok felhőjében. Einstein és mások elmélete szerint a fény sebessége a szabad térben nem változtatható meg. Két évvel később teljesen leállította a fényt egy hasonló felhőben, majd újraindította a jellemzőinek megváltoztatása nélkül. 500 000 dollárt kapott MacArthur Alapítvány ösztöndíj (úgynevezett “genius grant”) ezekre a kísérletekre.
legújabb munkájában Hau és társszerzői, Naomi S. Ginsberg és Sean R. Garner megállapította, hogy a fényimpulzus újjáéledhet, és információit a nátriumatomok két felhője között továbbíthatja azáltal, hogy az eredeti optikai impulzust utazó anyaghullámmá alakítja, amely az eredeti impulzus pontos anyagmásolata, melaszszerű ütemben, óránként 200 m (600 láb) sebességgel halad. Az anyagimpulzus könnyen átalakul fénnyé, amikor belép a túlhűtött felhők közül a másodikba-az úgynevezett Bose-Einstein kondenzátumokba -, és egy vezérlő lézerrel megvilágítják. “a Bose-Einstein kondenzátumok nagyon fontosak ebben a munkában, mert ezekben a felhőkben az atomok fáziszáródássá válnak, elveszítve egyéniségüket és függetlenségüket”-mondta Hau. “A Bose-Einstein kondenzátumban lévő atomok lock-step jellege lehetővé teszi, hogy a kezdeti fényimpulzusban lévő információk pontosan reprodukálódjanak a nátriumatomok második felhőjében, ahol az atomok együttműködnek a fényimpulzus újjáélesztésében.”

egy Bose-Einstein kondenzátumban-egy nátriumatomokból álló felhőben, amely az abszolút nulla fok felett csak milliárdod fokig hűl le-egy fényimpulzus 50 milliószorosára tömörül, anélkül, hogy elveszítené a benne tárolt információkat. A fény arra készteti a felhő nagyjából 1,8 millió nátriumatomját, hogy “kvantum szuperpozíció” állapotokba LÉPJEN, egy alacsonyabb energiájú komponenssel, amely helyben marad, és egy magasabb energiájú komponenssel, amely a két felhő között halad.Diagram, amely bemutatja a Harvard kutatás idővonalát. (Forrás: Naomi S. Ginsberg, Sean R. Garner és Lena V. Hau) az első felhőben leállított és kialudt fényimpulzus amplitúdója és fázisa ebben az utazó komponensben van lenyomva, és átkerül a második felhőbe, ahol a visszafoglalt információ újra létrehozhatja az eredeti fényimpulzust.
az az időtartam, amikor a fényimpulzus anyaggá válik, és az anyagimpulzus elkülönül a kondenzátumfelhők közötti térben, a tudósok és a mérnökök számára egy új ablakot kínálhat az optikai információk vezérlésére és manipulálására; a kutatók nem tudják könnyen ellenőrizni az optikai információkat az utazás során, kivéve a jel erősítését, hogy elkerüljék a fakulást. Hau és kollégái új munkája a koherens optikai információk első sikeres manipulációját jelenti.
“Ez a munka hiányzó láncszem lehet az optikai információk vezérlésében” – mondta Hau. “Miközben az anyag a két Bose-Einstein kondenzátum között halad, csapdába ejthetjük, potenciálisan percekre, és átalakíthatjuk – megváltoztathatjuk – bármilyen módon. A kvantumszabályozásnak ez az új formája alkalmazható lehet A kvantuminformáció-feldolgozás és a kvantum-kriptográfia fejlődő területein is.”
ezt a kutatást a légierő szponzorált kutatási irodája, a Nemzeti Tudományos Alapítvány és a NASA támogatta.
További információ: www.Harvardon.EDU

legújabb PHOTONICS MEDIA

  • Gépi tanulás-képes Nir hiperspektrális képalkotó rendszer IDs rejtett tumorok február 5, 2021
  • Donovan Leonard nevű fizikai tudomány igazgatója mikroszkópos Society of America február 5, 2021
  • Fraunhofer ILT, együttműködők fejlesztése javítási és lézeres bevonási folyamat fém alkatrészek február 5, 2021
  • HORIBA Franciaország megnyitja r&d oldal; A Horiba megszerzi a klinikai tesztelési megoldások szolgáltatóját február 5, 2021
  • Metalens Technology Startup engedélyt adott a lapos optikai innovációkhoz február 4, 2021
  • a BPSA megválasztja a Qosina elnök-vezérigazgatóját a fedélzetre február 4, 2021
  • EKSMA Optics új létesítmény megnyitása február 4, 2021
  • a Metasurface Tech lehetővé teszi a hatékonyabb optikai tárolást feb 4, 2021

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.