Ljuset ändrades till Materia, stannade sedan och flyttade

genom att omvandla ljus till Materia och sedan tillbaka igen har fysiker för första gången stoppat en ljuspuls och sedan startat om den en liten bit bort. Detta ”kvantmekaniska magiska trick” ger oöverträffad kontroll över ljus och kan ha applikationer inom fiberoptisk kommunikation och kvantinformationsbehandling.Harvard University Professor Lene Hau förklarar hur hon stoppar ljuset på ett ställe och hämtar och påskyndar det på en helt separat plats. (Foto: Justin Ide / Harvard News Office) i kvantnätverk omvandlas information som optiskt överförs via nätverket till materia, bearbetas och omvandlas sedan tillbaka till ljus. Fysikerna vid Harvard University hoppas att deras upptäckt kan ge ett möjligt sätt att göra detta, eftersom Materia, till skillnad från ljus, lätt kan manipuleras. Deras resultat publicerades denna vecka i tidskriften Nature. ”vi visar att vi kan stoppa en ljuspuls i ett superkylt natriummoln, lagra data som finns i det och helt släcka det, bara för att reinkarnera pulsen i ett annat moln två tiondelar av en millimeter bort”, säger Lene Vestergaard Hau, Mallinckrodt Professor i fysik och tillämpad fysik i Harvards fakultet för konst och vetenskap och School of Engineering and Applied Sciences.i ett” kvantmekaniskt magiskt trick ” som utarbetats av Harvard University-fysiker släcks en ljuspuls i ett ultrakallt atommoln (lila), omvandlas till Materia och återupplivas sedan i en annan innan den får lämna det andra molnet i sitt ursprungliga tillstånd. (Bild med tillstånd av Sean R. Garner) detta markerar en annan milstolpe för Hau i ljusmanipulation. 1998 saktade hon ljus, som färdas i fritt utrymme med en hastighet av 186 000 miles per sekund, till bara 38 miles per timme i ett moln av ultrakolda atomer. Einstein och andra har teoretiserat att ljusets hastighet i fritt utrymme inte kan ändras. Två år senare stoppade hon ljuset helt i ett liknande moln och startade sedan om det utan att ändra dess egenskaper. Hon fick ett $500,000 MacArthur Foundation Fellowship (så kallat ”genius grant”) för dessa experiment.
i hennes senaste arbete, Hau och hennes medförfattare, Naomi S. Ginsberg och Sean R. Garner, fann att ljuspulsen kan återupplivas och dess information överförs mellan de två molnen av natriumatomer, genom att omvandla den ursprungliga optiska pulsen till en resande materievåg som är en exakt materiekopia av den ursprungliga pulsen, som reser i en melassliknande takt på 200 m (600 ft) per timme. Materiepulsen omvandlas lätt tillbaka till ljus när den kommer in i den andra av de superkylda molnen-känd som Bose-Einstein kondensat-och belyses med en kontrolllaser. ”Bose-Einstein-kondensat är mycket viktiga för detta arbete eftersom atomer inom dessa moln blir faslåsta och förlorar sin individualitet och självständighet”, sa Hau. ”Låssteget hos atomer i ett Bose-Einstein-kondensat gör det möjligt för informationen i den initiala ljuspulsen att replikeras exakt inom det andra molnet av natriumatomer, där atomerna samarbetar för att återuppliva ljuspulsen.”
inom en Bose-Einstein kondensat – ett moln av natriumatomer kyls till bara miljarddelar av en grad över absolut noll-en ljuspuls komprimeras med en faktor 50 miljoner, utan att förlora någon av den information som lagras i den. Ljuset driver några av molnets ungefär 1,8 miljoner natriumatomer för att gå in i ”kvantupposition”-tillstånd, med en lägre energikomponent som stannar kvar och en högre energikomponent som färdas mellan de två molnen.Diagram som visar tidslinjen för Harvard research. (Bild med tillstånd av Naomi S. Ginsberg, Sean R. Garner och Lena V. Hau) amplituden och fasen av ljuspulsen stoppad och släckt i det första molnet är imprinted i denna resande komponent och överförs till det andra molnet, där den återvunna informationen kan återskapa den ursprungliga ljuspulsen.
den tid då ljuspulsen blir Materia, och materiepulsen är isolerad i rymden mellan kondensatmolnen, kan erbjuda forskare och ingenjörer ett spännande nytt fönster för att styra och manipulera optisk information; forskare kan nu inte enkelt kontrollera optisk information under sin resa, förutom att förstärka signalen för att undvika blekning. Det nya arbetet av Hau och hennes kollegor markerar den första framgångsrika manipuleringen av sammanhängande optisk information. ”detta arbete kan ge en saknad länk i kontrollen av optisk information”, sa Hau. ”Medan saken reser mellan de två Bose-Einstein-kondensaterna, kan vi fånga det, potentiellt i minuter, och omforma det-ändra det-på vilket sätt vi vill. Denna nya form av kvantkontroll kan också ha tillämpningar inom utvecklingsområdena kvantinformationsbehandling och kvantkryptografi.”denna forskning stöddes av Air Force Office of Sponsored Research, National Science Foundation och NASA.
För mer information, besök: www.Harvard.edu

senaste från PHOTONICS MEDIA

  • Maskininlärningsaktiverad Nir Hyperspektral bildsystem IDs dolda tumörer Feb 5, 2021
  • Donovan Leonard utnämnd till fysisk Vetenskapsdirektör för Microscopy Society of America Feb 5, 2021
  • Fraunhofer ILT, medarbetare utvecklar reparations-och Laserbeläggningsprocess för metallkomponenter Feb 5, 2021
  • HORIBA Frankrike öppnar r&d-webbplats; HORIBA förvärvar leverantör av kliniska testlösningar Feb 5, 2021
  • Metalens Technology Startup beviljad licens för platta Optikinnovationer Feb 4, 2021
  • BPSA väljer Qosina VD/koncernchef till styrelsen Feb 4, 2021
  • EKSMA Optics öppnar ny anläggning Feb 4, 2021
  • metasurface Tech möjliggör effektivare optisk lagring feb 4, 2021

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.