Окно прозрачности появляется в ансамбле ионов – Physics World

Физики в США открыли «переключатель» на основе лазера, который делает образец ионов полностью прозрачным на определенных частотах. Работая в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт), группа обнаружила, что при соединении ионов иттербия (Yb³⁺) к нанофотонному резонатору и сильно возбудили их лазерным светом, ионы резко перестали отражать свет на частотах, связанных с их колебаниями. Этот эффект, который команда назвала «коллективно индуцированной прозрачностью», может найти применение в квантово-оптических устройствах.

«Мы обнаружили это явление, когда пытались разработать методы управления атомами иттербия, связанными с оптическим резонатором, с помощью лазерного излучения», — сказал один из руководителей группы. Андрей Фараон говорит Мир физики. Полость диаметром 20 микрон содержит примерно миллион Yb.³⁺ ионы. Как группа, эти ионы вибрируют в широком диапазоне частот, но Фараон объясняет, что каждый отдельный ион вибрирует только в очень узком частотном диапазоне.

«При зондировании лазером меньшей мощности система становится непрозрачной», — продолжает он. «Однако, когда лазер настраивается на частоту точно посередине частотного распределения и его мощность увеличивается, система становится прозрачной».

Сродни деструктивному вмешательству

По словам Фараона, этот эффект селективной прозрачности связан с тем, как ионы колеблются относительно лазера. Он сравнивает это с хорошо известным явлением деструктивной интерференции, когда волны от двух или более источников компенсируют друг друга. В системе, изучаемой в данной работе, группы ионов непрерывно поглощают и переизлучают свет. Обычно этот процесс переизлучения означает, что лазерный свет отражается. Однако на коллективно индуцированной частоте прозрачности происходит нечто совершенно иное: переизлучаемый свет от каждого из ионов в группе уравновешивается, что приводит к резкому уменьшению отражения.

Полость атома видит один и тот же фотон дважды

Помимо коллективно индуцированной прозрачности, Фараон и его коллеги также заметили, что ансамбль ионов может поглощать и излучать свет намного быстрее или медленнее, чем один ион, в зависимости от интенсивности лазера. Эти процессы известны как сверхизлучение и субизлучение соответственно и недостаточно хорошо изучены. Тем не менее, исследователи говорят, что эта сильно нелинейная картина оптического излучения может быть использована для создания более эффективных квантово-оптических технологий. Примеры могут включать квантовую память, в которой информация хранится в ансамбле сильно связанных ионов, а также твердотельные сверхизлучающие лазеры для квантовых межсоединений на основе ансамбля в процессорах квантовой информации.

Исследование описано в природа.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Чеканка будущего с Эдриенн Эшли. Доступ здесь.
• Покупайте и продавайте акции компаний PREIPO® с помощью PREIPO®. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/