Физики впервые управляли «квантовым светом» отдельного атома

Исследователи наблюдали отдельные фотоны вынужденного излучения от одного искусственного атома (квантовой точки). Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.

Физики из Сиднейского и Базельского университетов впервые продемонстрировали способность манипулировать и идентифицировать небольшое количество взаимодействующих фотонов — пакетов световой энергии — с высокой точностью. Технология поможет в развитии квантовых вычислений и медицинской визуализации.

Вынужденное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы из одного состояния в другое — было описано Альбертом Эйнштейном и используется для работы лазеров. Традиционно оно наблюдается для множества фотонов. В новом исследовании физики наблюдали вынужденное излучение одиночных фотонов. Они измерили прямую временную задержку между одиночным фотоном и парой связанных фотонов, рассеянных на одиночной квантовой точке.

Устройство, которое мы построили, индуцировало такие сильные взаимодействия между фотонами, что мы смогли наблюдать разницу между одним фотоном, взаимодействующим с ним, по сравнению с двумя.

Мы заметили, что один фотон задерживается на большее время по сравнению с двумя фотонами. При этом действительно сильном фотон-фотонном взаимодействии два фотона запутываются в форме того, что называется двухфотонным связанным состоянием.

Наташа Томм, соавтор исследования из Базельского университета
Экспериментальное (слева) и теоретическое (справа) наблюдение однофотонной и двухфотонной дисперсии задержки связанного состояния. Изображение: Natasha Tomm et al., Nature Physics

«Квантовый свет», который наблюдали ученые, позволяет проводить более точные измерения с лучшим разрешением, используя меньшее количество фотонов, отмечают ученые. Это может быть важно для применений в биологической микроскопии, когда большая интенсивность света может повредить образцы и когда наблюдаемые объекты и явления особенно малы.

Свет часто используется для измерения небольших расстояний с помощью инструментов, называемых интерферометрами. Законы квантовой механики устанавливают пределы чувствительности таких устройств. Этот предел связан с тем, насколько чувствительным может быть измерение и средним числом фотонов в измерительном устройстве. «Квантовый свет» в этих аспектах превосходит лазерный пучок.


Читать далее:

Физики нашли способ преодолеть ограничение на размер полупроводников

Найден клад, который спрятали во время войны почти 1 000 лет назад

Раскрыт секрет долголетия: ученые поняли, как запустить нужный механизм в теле человека

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука