Licht veranderde in materie, stopte en verplaatste

door licht om te zetten in materie en vervolgens weer terug, hebben natuurkundigen voor het eerst een lichtpuls gestopt en vervolgens een kleine afstand herstart. Deze “kwantummechanische goocheltruc” biedt ongekende controle over licht en kan toepassingen hebben in glasvezel communicatie en kwantum informatieverwerking.Professor Lene Hau aan de Harvard Universiteit legt uit hoe ze licht op één plek stopt en het vervolgens op een volledig andere plek ophaalt en versnelt. (Foto: Justin Ide/Harvard News Office) in kwantumnetwerken wordt informatie die optisch over het netwerk wordt verzonden, omgezet in materie, verwerkt en vervolgens weer omgezet in licht. De natuurkundigen van de Harvard Universiteit hopen dat hun ontdekking een mogelijke manier kan bieden om dit te doen, omdat materie, in tegenstelling tot licht, gemakkelijk kan worden gemanipuleerd. Hun bevindingen werden deze week gepubliceerd in het tijdschrift Nature. “We tonen aan dat we een lichtpuls in een onderkoelde natriumwolk kunnen stoppen, de gegevens erin kunnen opslaan en volledig kunnen doven, om de puls in een andere wolk op twee tiende van een millimeter afstand te reïncarneren,” zei Lene Vestergaard Hau, Mallinckrodt Professor in de natuurkunde en de toegepaste natuurkunde aan de Faculteit der Kunsten en Wetenschappen van Harvard en de School of Engineering and Applied Sciences.in een” kwantummechanische goocheltruc”, bedacht door natuurkundigen van Harvard University, wordt een lichtpuls gedoofd in een ultrakoude atoomwolk (paars), omgezet in materie en vervolgens weer tot leven gewekt in een andere wolk voordat hij de tweede wolk in zijn oorspronkelijke staat mag verlaten. (Figuur met dank aan Sean R. Garner) dit markeert weer een mijlpaal voor Hau in lichtmanipulatie. In 1998 vertraagde ze het licht, dat in de vrije ruimte reist met een snelheid van 186.000 mijl per seconde, tot slechts 38 mijl per uur in een wolk van ultrakoude atomen. Einstein en anderen hebben getheoretiseerd dat de snelheid van het licht in de vrije ruimte niet kan worden veranderd. Twee jaar later stopte ze het licht volledig in een vergelijkbare wolk en herstartte het zonder de kenmerken ervan te veranderen. Ze ontving een $ 500.000 MacArthur Foundation Fellowship (zogenaamde” genius grant”) voor deze experimenten. in haar laatste werk, Hau en haar coauteurs, Naomi S. Ginsberg en Sean R. Garner, vond dat de lichte puls kan worden opgewekt, en de informatie overgedragen tussen de twee wolken van natriumatomen, door het omzetten van de oorspronkelijke optische puls in een reizende materie golf die een exacte materie kopie van de oorspronkelijke puls, reizen met een melasse-achtige tempo van 200 m (600 ft) per uur. De materiepuls wordt snel weer omgezet in licht wanneer het de tweede van de onderkoelde wolken binnengaat-bekend als Bose-Einstein condensaten-en wordt verlicht met een regellaser. “de Bose-Einstein condensaten zijn erg belangrijk voor dit werk omdat binnen deze wolken atomen fase-vergrendeld raken, verliezen hun individualiteit en onafhankelijkheid,” zei Hau. “De lock-step aard van atomen in een Bose-Einstein condensaat maakt het mogelijk om de informatie in de eerste lichtpuls te repliceren precies binnen de tweede wolk van natriumatomen, waar de atomen samenwerken om de lichtpuls te doen herleven. in een bose-einsteincondensaat-een wolk van natriumatomen die is afgekoeld tot slechts miljardsten van een graad boven het absolute nulpunt-wordt een lichtpuls gecomprimeerd met een factor 50 miljoen, zonder de daarin opgeslagen informatie te verliezen. Het licht drijft sommige van de ruwweg 1,8 miljoen natriumatomen van de wolk aan om in “quantum superpositie” Staten te komen, met een lagere-energie component die blijft zitten en een hogere-energie component die tussen de twee wolken reist.Diagram met de tijdslijn voor het Harvard onderzoek. (Figuur met dank aan Naomi S. Ginsberg, Sean R. Garner en Lena V. Hau) de amplitude en fase van de lichtpuls gestopt en gedoofd in de eerste wolk worden ingeprent in deze reizende component en overgebracht naar de tweede wolk, waar de heroverde informatie de oorspronkelijke lichtpuls kan herscheppen. de periode waarin de lichtpuls materie wordt, en de materiepuls geïsoleerd is in de ruimte tussen de condensaatwolken, zou wetenschappers en ingenieurs een prikkelend nieuw venster kunnen bieden voor het controleren en manipuleren van optische informatie.; onderzoekers kunnen nu niet gemakkelijk controle optische informatie tijdens zijn reis, behalve om het signaal te versterken om te voorkomen dat vervagen. Het nieuwe werk van Hau en haar collega ‘ s markeert de eerste succesvolle manipulatie van coherente optische informatie. “dit werk kan een ontbrekende schakel in de controle van optische informatie,” Hau zei. “Terwijl de materie zich verplaatst tussen de twee Bose-Einstein condensaten, kunnen we het vangen, potentieel voor minuten, en hervormen-veranderen-op welke manier we willen. Deze nieuwe vorm van kwantumcontrole kan ook toepassingen hebben in de zich ontwikkelende gebieden van kwantum informatieverwerking en kwantumcryptografie. dit onderzoek werd ondersteund door het Air Force Office of Sponsored Research, de National Science Foundation en NASA.
voor meer informatie, zie: www.Harvard.edu

LAATSTE VAN FOTONICA MEDIA

  • Machine Learning-Enabled NIR Hyperspectral Imaging System Id ‘ s Verborgen Tumoren Feb 5, 2021
  • Donovan Leonard Genoemd Physical Science Director voor Microscopy Society of America Feb 5, 2021
  • Fraunhofer ILT, Medewerkers Ontwikkelen, Herstellen en Laser-Coating Proces voor de Metalen Onderdelen Feb 5, 2021
  • HORIBA FRANKRIJK Opent R&D Site; HORIBA Verwerft Klinische Testen van Oplossingen Feb 5, 2021
  • Metalens Technologie Startup Licentie Verleend voor Vlakke Optiek Innovaties Feb 4, 2021
  • BPSA Kiest Qosina President/CEO aan Boord Feb 4, 2021
  • EKSMA Optiek Openen Nieuwe Faciliteit Feb 4, 2021
  • Metasurface Tech Zorgt voor een Meer Efficiënte Optische Opslag Feb 4, 2021

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.