Το παράθυρο διαφάνειας εμφανίζεται σε ένα σύνολο ιόντων - Physics World

Οι φυσικοί στις ΗΠΑ ανακάλυψαν έναν «διακόπτη» που βασίζεται σε λέιζερ που μετατρέπει ένα δείγμα ιόντων εντελώς διαφανές σε ορισμένες συχνότητες. Εργαζόμενος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), η ομάδα διαπίστωσε ότι όταν συνέδεσαν ιόντα υττερβίου (Yb³⁺) σε έναν νανοφωτονικό συντονιστή και τους διέγειρε έντονα με το φως λέιζερ, τα ιόντα σταμάτησαν απότομα να αντανακλούν το φως σε συχνότητες που σχετίζονται με τις δονήσεις τους. Αυτό το φαινόμενο, το οποίο η ομάδα ονόμασε «συλλογικά επαγόμενη διαφάνεια», θα μπορούσε να έχει εφαρμογές σε κβαντικές οπτικές συσκευές.

"Ανακαλύψαμε το φαινόμενο ενώ προσπαθούσαμε να αναπτύξουμε τεχνικές για τον έλεγχο των ατόμων υττερβίου σε συνδυασμό με μια οπτική κοιλότητα χρησιμοποιώντας φως λέιζερ", ο επικεφαλής της ομάδας Αντρέι Φαράον λέει Κόσμος Φυσικής. Η κοιλότητα, η οποία έχει διάμετρο 20 μικρά, περιέχει περίπου ένα εκατομμύριο Yb³⁺ ιόντων. Ως ομάδα, αυτά τα ιόντα δονούνται σε μια ευρεία κατανομή συχνοτήτων, αλλά ο Faraon εξηγεί ότι κάθε μεμονωμένο ιόν δονείται μόνο σε ένα πολύ στενό εύρος συχνοτήτων.

«Όταν γίνεται ανίχνευση με λέιζερ χαμηλότερης ισχύος, το σύστημα είναι αδιαφανές», συνεχίζει. «Όταν το λέιζερ συντονίζεται σε μια συχνότητα ακριβώς στη μέση της κατανομής συχνότητας, ωστόσο, και η ισχύς του αυξάνεται, το σύστημα γίνεται διαφανές».

Μοιάζει με καταστροφική παρέμβαση

Αυτό το φαινόμενο επιλεκτικής διαφάνειας σχετίζεται με το πώς τα ιόντα ταλαντώνονται σε σχέση με το λέιζερ, λέει ο Faraon. Το συγκρίνει με το γνωστό φαινόμενο των καταστροφικών παρεμβολών, στο οποίο τα κύματα από δύο ή περισσότερες πηγές αλληλοεξουδετερώνονται. Στο σύστημα που μελετήθηκε σε αυτή την εργασία, οι ομάδες ιόντων απορροφούν και εκπέμπουν ξανά φως συνεχώς. Κανονικά, αυτή η διαδικασία επανεκπομπής σημαίνει ότι το φως λέιζερ ανακλάται. Στη συλλογικά επαγόμενη συχνότητα διαφάνειας, ωστόσο, συμβαίνει κάτι πολύ διαφορετικό: το επανεκπεμπόμενο φως από καθένα από τα ιόντα μιας ομάδας ισορροπεί, οδηγώντας σε δραματική μείωση της ανάκλασης.

Η κοιλότητα του ατόμου βλέπει το ίδιο φωτόνιο δύο φορές

Εκτός από τη συλλογική επαγόμενη διαφάνεια, ο Faraon και οι συνεργάτες του παρατήρησαν επίσης ότι το σύνολο των ιόντων μπορεί να απορροφήσει και να εκπέμψει φως πολύ πιο γρήγορα ή πιο αργά από ένα μεμονωμένο ιόν ανάλογα με την ένταση του λέιζερ. Αυτές οι διαδικασίες είναι γνωστές ως υπερ-ακτινοβολία και υπο-ακτινοβολία, αντίστοιχα, και δεν είναι καλά κατανοητές. Ακόμα κι έτσι, οι ερευνητές λένε ότι αυτό το εξαιρετικά μη γραμμικό μοτίβο οπτικής εκπομπής θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τη δημιουργία πιο αποτελεσματικών κβαντικών οπτικών τεχνολογιών. Παραδείγματα μπορεί να περιλαμβάνουν κβαντικές μνήμες στις οποίες οι πληροφορίες αποθηκεύονται σε ένα σύνολο ισχυρά συζευγμένων ιόντων, καθώς και λέιζερ υπερ-ακτινοβολίας στερεάς κατάστασης για κβαντικές διασυνδέσεις που βασίζονται σε σύνολο σε κβαντικούς επεξεργαστές πληροφοριών.

Η έρευνα περιγράφεται στο Φύση.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
• Αγορά και πώληση μετοχών σε εταιρείες PRE-IPO με το PREIPO®. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/