Prosojno okno se prikaže v skupini ionov – Physics World

Fiziki v ZDA so odkrili lasersko "stikalo", ki pri določenih frekvencah vzorec ionov spremeni v popolnoma prozorno. Ekipa, ki je delala na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu (Caltech), je ugotovila, da ko so spajali iterbijeve ione (Yb³⁺) v nanofotonski resonator in jih močno vzbudili z lasersko svetlobo, so ioni nenadoma prenehali odbijati svetlobo na frekvencah, povezanih z njihovimi vibracijami. Ta učinek, ki ga je ekipa poimenovala "kolektivno inducirana transparentnost", bi lahko imel aplikacije v kvantnih optičnih napravah.

"Pojav smo odkrili, medtem ko smo poskušali razviti tehnike za nadzor atomov iterbija, povezanih z optično votlino z uporabo laserske svetlobe," je vodja ekipe Andrej Faraon pove Svet fizike. Votlina, ki v premeru meri 20 mikronov, vsebuje približno milijon Yb³⁺ ioni. Kot skupina ti ioni vibrirajo s široko porazdelitvijo frekvenc, vendar Faraon pojasnjuje, da vsak posamezen ion vibrira le v zelo ozkem frekvenčnem območju.

"Pri sondiranju z laserjem z manjšo močjo je sistem neprozoren," nadaljuje. "Ko pa je laser nastavljen na frekvenco točno na sredini frekvenčne porazdelitve in se njegova moč poveča, sistem postane pregleden."

Podobno destruktivnim motnjam

Ta učinek selektivne preglednosti je povezan s tem, kako ioni nihajo glede na laser, pravi Faraon. Primerja ga z dobro znanim pojavom destruktivne interference, pri kateri se valovi iz dveh ali več virov medsebojno izničijo. V sistemu, ki ga preučujemo v tem delu, skupine ionov nenehno absorbirajo in ponovno oddajajo svetlobo. Običajno ta postopek ponovne emisije pomeni, da se laserska svetloba odbije. Pri kolektivno inducirani frekvenci prosojnosti pa se zgodi nekaj zelo drugačnega: ponovno oddana svetloba vsakega od ionov v skupini se uravnoteži, kar vodi do dramatičnega zmanjšanja odboja.

Atomska votlina vidi isti foton dvakrat

Faraon in sodelavci so poleg kolektivno inducirane prosojnosti opazili tudi, da lahko skupek ionov absorbira in oddaja svetlobo veliko hitreje ali počasneje kot en sam ion, odvisno od intenzivnosti laserja. Ti procesi so znani kot super-sevanje oziroma pod-sevanje in niso dobro razumljeni. Kljub temu raziskovalci pravijo, da bi lahko ta zelo nelinearni vzorec optičnih emisij izkoristili za ustvarjanje učinkovitejših kvantnih optičnih tehnologij. Primeri lahko vključujejo kvantne spomine, v katerih so informacije shranjene v nizu močno sklopljenih ionov, kot tudi polprevodniške super-sevalne laserje za kvantne medsebojne povezave v kvantnih informacijskih procesorjih, ki temeljijo na ansamblu.

Raziskava je opisana v Narava.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• Kupujte in prodajajte delnice podjetij pred IPO s PREIPO®. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/