Jendela transparansi muncul dalam ansambel ion – Dunia Fisika

Fisikawan di AS telah menemukan "sakelar" berbasis laser yang mengubah sampel ion menjadi transparan sepenuhnya pada frekuensi tertentu. Bekerja di California Institute of Technology (Caltech), tim menemukan bahwa ketika mereka menggabungkan ion ytterbium (Yb³⁺) ke resonator nanofotonik dan sangat membangkitkannya dengan sinar laser, ion-ion tersebut tiba-tiba berhenti memantulkan cahaya pada frekuensi yang terkait dengan getarannya. Efek ini, yang oleh tim dijuluki "transparansi yang diinduksi secara kolektif", dapat diterapkan dalam perangkat optik kuantum.

“Kami menemukan fenomena tersebut saat mencoba mengembangkan teknik untuk mengontrol atom ytterbium yang digabungkan ke rongga optik menggunakan sinar laser,” pemimpin tim bersama. Andrey Faraon mengatakan Dunia Fisika. Rongga, yang berukuran 20 mikron, berisi kira-kira satu juta Yb³⁺ ion. Sebagai sebuah kelompok, ion-ion ini bergetar pada distribusi frekuensi yang luas, tetapi Faraon menjelaskan bahwa masing-masing ion hanya bergetar dalam rentang frekuensi yang sangat sempit.

“Saat diperiksa dengan laser dengan daya lebih rendah, sistemnya buram,” lanjutnya. “Namun, ketika laser disetel pada frekuensi tepat di tengah distribusi frekuensi, dan kekuatannya meningkat, sistem menjadi transparan.”

Mirip dengan interferensi destruktif

Efek transparansi selektif ini terkait dengan bagaimana ion berosilasi sehubungan dengan laser, kata Faraon. Dia membandingkannya dengan fenomena interferensi destruktif yang terkenal, di mana gelombang dari dua atau lebih sumber saling meniadakan. Dalam sistem yang dipelajari dalam karya ini, gugus ion menyerap dan memancarkan kembali cahaya secara terus menerus. Biasanya, proses emisi ulang ini berarti sinar laser dipantulkan. Namun, pada frekuensi transparansi yang diinduksi secara kolektif, sesuatu yang sangat berbeda terjadi: cahaya yang dipancarkan kembali dari masing-masing ion dalam kelompok seimbang, menyebabkan penurunan refleksi yang dramatis.

Rongga atom melihat foton yang sama dua kali

Selain transparansi yang diinduksi secara kolektif, Faraon dan rekannya juga mengamati bahwa ansambel ion dapat menyerap dan memancarkan cahaya jauh lebih cepat atau lebih lambat daripada satu ion tergantung pada intensitas laser. Proses ini masing-masing dikenal sebagai super-radiance dan sub-radiance, dan tidak dipahami dengan baik. Meski begitu, para peneliti mengatakan bahwa pola emisi optik yang sangat nonlinier ini dapat dimanfaatkan untuk menciptakan teknologi optik kuantum yang lebih efisien. Contohnya mungkin termasuk memori kuantum di mana informasi disimpan dalam ansambel ion yang digabungkan dengan kuat, serta laser super-radiasi keadaan padat untuk interkoneksi kuantum berbasis ansambel dalam prosesor informasi kuantum.

Penelitian tersebut dijelaskan dalam Alam.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/