تظهر نافذة الشفافية في مجموعة من الأيونات - عالم الفيزياء

اكتشف الفيزيائيون في الولايات المتحدة مفتاحًا يعتمد على الليزر يحول عينة من الأيونات شفافة تمامًا عند ترددات معينة. من خلال العمل في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ، وجد الفريق أنه عند اقتران أيونات الإيتربيوم (Yb³⁺) إلى مرنان نانوفوتوني وأثارتهم بشدة بضوء الليزر ، توقفت الأيونات فجأة عن عكس الضوء عند الترددات المرتبطة بذبذباتها. هذا التأثير ، الذي أطلق عليه الفريق "الشفافية المستحثة بشكل جماعي" ، يمكن أن يكون له تطبيقات في الأجهزة البصرية الكمومية.

"اكتشفنا هذه الظاهرة أثناء محاولتنا تطوير تقنيات للتحكم في ذرات الإيتربيوم المقترنة بتجويف ضوئي باستخدام ضوء الليزر" ، قائد الفريق المشارك أندريه فارون يروي عالم الفيزياء. يحتوي التجويف ، الذي يبلغ عرضه 20 ميكرون ، على ما يقرب من مليون ييرا بايت³⁺ الأيونات. كمجموعة ، تهتز هذه الأيونات على نطاق واسع من الترددات ، لكن فارون يوضح أن كل أيون فردي يهتز فقط ضمن نطاق تردد ضيق للغاية.

يتابع: "عندما يتم فحصه باستخدام ليزر ذي طاقة أقل ، يكون النظام معتمًا". "عندما يتم ضبط الليزر على تردد بالضبط في منتصف توزيع التردد ، ومع ذلك ، وتزداد قوته ، يصبح النظام شفافًا."

أقرب إلى التدخل المدمر

يقول فارون إن تأثير الشفافية الانتقائي هذا مرتبط بكيفية تأرجح الأيونات فيما يتعلق بالليزر. يقارنها بالظاهرة المعروفة المتمثلة في التداخل المدمر ، حيث تلغي الموجات من مصدرين أو أكثر بعضها البعض. في النظام المدروس في هذا العمل ، تمتص مجموعات الأيونات الضوء وتعيد إرساله باستمرار. عادة ، تعني عملية إعادة الانبعاث هذه أن ضوء الليزر ينعكس. ومع ذلك ، عند تردد الشفافية المستحث بشكل جماعي ، يحدث شيء مختلف تمامًا: يتوازن الضوء المعاد إرساله من كل من الأيونات في مجموعة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الانعكاس.

يرى تجويف الذرة نفس الفوتون مرتين

بالإضافة إلى الشفافية المستحثة بشكل جماعي ، لاحظ فارون وزملاؤه أيضًا أن مجموعة الأيونات يمكن أن تمتص وتنبعث الضوء بشكل أسرع أو أبطأ من أيون واحد اعتمادًا على شدة الليزر. تُعرف هذه العمليات بالإشعاع الفائق والإشراق الفرعي ، على التوالي ، وليست مفهومة جيدًا. ومع ذلك ، يقول الباحثون إن نمط الانبعاث البصري اللاخطي هذا يمكن استغلاله لإنشاء تقنيات بصرية كمومية أكثر كفاءة. قد تشمل الأمثلة الذكريات الكمومية التي يتم فيها تخزين المعلومات في مجموعة من الأيونات شديدة الاقتران ، بالإضافة إلى أشعة الليزر ذات الحالة الصلبة فائقة الإشعاع للترابط الكمي القائم على المجموعة في معالجات المعلومات الكمومية.

تم وصف البحث في الطبيعة.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/