Вікно прозорості з’являється в ансамблі іонів – Physics World

Фізики в США виявили лазерний «перемикач», який робить зразок іонів повністю прозорим на певних частотах. Працюючи в Каліфорнійському технологічному інституті (Каліфорнійський технологічний інститут), команда виявила, що при з’єднанні іонів ітербію (Yb³⁺) до нанофотонного резонатора та сильно збудив їх лазерним світлом, іони раптово припинили відбивати світло на частотах, пов’язаних з їхніми коливаннями. Цей ефект, який команда охрестила «колективно викликаною прозорістю», може мати застосування в квантових оптичних пристроях.

«Ми виявили це явище, намагаючись розробити методи керування атомами ітербію, пов’язаними з оптичним резонатором за допомогою лазерного світла», — один із керівників групи. Андрій Фараон розповідає Світ фізики. Порожнина розміром 20 мікрон містить приблизно мільйон Yb³⁺ іони. Як група, ці іони вібрують із широким розподілом частот, але Фараон пояснює, що кожен окремий іон вібрує лише в дуже вузькому діапазоні частот.

«При дослідженні лазером меншої потужності система стає непрозорою», — продовжує він. «Однак коли лазер налаштований на частоту точно в середині розподілу частот і його потужність збільшується, система стає прозорою».

Схоже на деструктивне втручання

Цей вибірковий ефект прозорості пов’язаний з тим, як іони коливаються відносно лазера, каже Фараон. Він порівнює це з добре відомим явищем деструктивної інтерференції, коли хвилі від двох або більше джерел гасять одна одну. У системі, яка вивчається в цій роботі, групи іонів безперервно поглинають і перевипромінюють світло. Зазвичай цей процес повторного випромінювання означає, що лазерне світло відбивається. Однак на колективно індукованій частоті прозорості відбувається щось зовсім інше: повторно випромінюване світло від кожного з іонів у групі врівноважується, що призводить до різкого зменшення відбиття.

Атомна порожнина бачить один і той же фотон двічі

Окрім спільної прозорості, Фараон та його колеги також помітили, що ансамбль іонів може поглинати та випромінювати світло набагато швидше або повільніше, ніж один іон, залежно від інтенсивності лазера. Ці процеси відомі як супервипромінювання та субвипромінювання, відповідно, і недостатньо вивчені. Незважаючи на це, дослідники кажуть, що цей дуже нелінійний оптичний шаблон випромінювання можна використати для створення більш ефективних квантових оптичних технологій. Приклади можуть включати квантову пам’ять, у якій інформація зберігається в ансамблі сильно пов’язаних іонів, а також твердотільні надвипромінювальні лазери для квантових з’єднань на основі ансамблю в процесорах квантової інформації.

Дослідження описано в природа.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
• Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/transparency-window-appears-in-an-ensemble-of-ions/