Läpinäkyvyys-ikkuna tulee näkyviin ionien joukossa – Physics World

Fyysikot Yhdysvalloissa ovat löytäneet laserpohjaisen "kytkimen", joka muuttaa ioninäytteen täysin läpinäkyviksi tietyillä taajuuksilla. Kalifornian teknologiainstituutissa (Caltech) työskentelevä tiimi havaitsi, että kun he yhdistivät ytterbium-ioneja (Yb³⁺) nanofotoniseen resonaattoriin ja viritti ne voimakkaasti laservalolla, ionit lopettivat äkillisesti heijastamasta valoa niiden värähtelyihin liittyvillä taajuuksilla. Tätä vaikutusta, jota tiimi kutsuu "kollektiivisesti indusoiduksi läpinäkyvyydeksi", voisi olla sovelluksia kvanttioptisissa laitteissa.

"Löysimme ilmiön yrittäessään kehittää tekniikoita optiseen onteloon kytkettyjen ytterbiumatomien ohjaamiseksi laservalolla", ryhmän johtaja Andrei Faraon kertoo Fysiikan maailma. Ontelo, jonka halkaisija on 20 mikronia, sisältää noin miljoona Yb:tä³⁺ ioneja. Ryhmänä nämä ionit värähtelevät laajalla taajuusjakaumalla, mutta Faraon selittää, että jokainen yksittäinen ioni värähtelee vain hyvin kapealla taajuusalueella.

"Kun tutkitaan pienemmän tehon laserilla, järjestelmä on läpinäkymätön", hän jatkaa. "Kun laser kuitenkin viritetään taajuudelle, joka on täsmälleen taajuusjakauman keskellä ja sen teho kasvaa, järjestelmä muuttuu läpinäkyväksi."

Muistuttaa tuhoisaa häiriötä

Tämä selektiivinen läpinäkyvyysvaikutus liittyy siihen, kuinka ionit värähtelevät suhteessa laseriin, Faraon sanoo. Hän vertaa sitä tunnettuun tuhoavaan interferenssiin, jossa kahdesta tai useammasta lähteestä tulevat aallot kumoavat toisensa. Tässä työssä tutkitussa järjestelmässä ioniryhmät absorboivat ja lähettävät uudelleen valoa jatkuvasti. Normaalisti tämä uudelleenemissioprosessi tarkoittaa, että laservalo heijastuu. Kollektiivisesti indusoidulla läpinäkyvyystaajuudella tapahtuu kuitenkin jotain hyvin erilaista: ryhmän kustakin ionista uudelleen säteilevä valo tasapainottuu, mikä johtaa dramaattiseen heijastuksen vähenemiseen.

Atomiontelo näkee saman fotonin kahdesti

Kollektiivisesti indusoidun läpinäkyvyyden lisäksi Faraon ja kollegat havaitsivat myös, että ionien kokonaisuus voi absorboida ja lähettää valoa paljon nopeammin tai hitaammin kuin yksi ioni laserin intensiteetistä riippuen. Nämä prosessit tunnetaan super- ja osasäteilynä, vastaavasti, eikä niitä ymmärretä hyvin. Silti tutkijat sanovat, että tätä erittäin epälineaarista optista emissiomallia voitaisiin hyödyntää tehokkaampien kvanttioptisten teknologioiden luomiseksi. Esimerkkejä voivat olla kvanttimuistit, joissa tietoa on tallennettu vahvasti kytkettyjen ionien joukkoon, sekä solid-state-supersäteilylaserit ensemble-pohjaisiin kvanttiliitäntöihin kvanttiinformaatioprosessoreissa.

Tutkimusta kuvataan luonto.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Osta ja myy osakkeita PRE-IPO-yhtiöissä PREIPO®:lla. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/