;
Наука 16 апреля 2020

Новая квантовая метаповерхность управляет несколькими свойствами света одновременно

Далее

Новая квантовая метаповерхность может управлять множеством свойств света одновременно. Добиться этого удалось благодаря созданию нового типа метазерна, которое может управлять как пространственно-временными, так и квантовыми свойствами проходящего и отраженного света. Работа ученых из Гарвардского университета опубликована в журнале Nature Physics.

Метаповерхности — это искусственные материалы, разработанные на наноразмерном уровне, которые могут контролировать рассеяние света с исключительно высокой точностью. В течение последнего десятилетия эти материалы использовались для создания разнообразных технологических инструментов — от датчиков до линз и методов визуализации.

В новой работе ученые создали квантовую метаповерхность, которой можно управлять,  чтобы иметь разные свойства рассеяния света. Материал позволяет создавать квантовую запутанность для фотонов.

В определенных условиях окружающей среды атомами можно манипулировать с помощью внешних электрических полей, чтобы они стали прозрачными. Недавние исследования также показали, что один слой атомов при подобных манипуляциях может отражать свет, — по аналогии с обычным зеркалом.

Используя ридберговские взаимодействия, которые естественным образом происходят в атомных системах, исследователи смогли идентифицировать схему, в которой один слой атомов одновременно отражает и пропускает свет в квантовой суперпозиции. Другими словами, получающаяся в результате квантовая метаповерхность одновременно становится прозрачной и отражает свет, как зеркало.

В квантовой механике сущности могут сосуществовать в разных состояниях — это называется состоянием суперпозиции. Наша квантовая метаповерхность — это новый тип материала, который может заставить свет сосуществовать в двух разных состояниях одновременно. Это достигается путем манипулирования состоянием атомов и слабым лазерным излучением, которое позволяет рассеять их.

Ривка Бекенштейн, ведущий автор исследования


Ранее физики создали метаповерхность, которая отражает свет под разными углами в зависимости от стороны падающего луча. В обычном зеркале свет идет по одному и тому же маршруту — в случае с метаповерхностью при изменении направлении луча меняется и угол отражения.

Загрузка...