تحقق یک رؤیای قدیمی: مشاهده فوتون بدون جذب آن

[kahrupay]

دانشمندان موسسه ماکس پلانک موفق به مشاهده یک فوتون بدون جذب آن شدند.

به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)، نور دارای اهمیت فراوانی است، زیرا امکان مشاهده دنیای اطراف و ثبت تصاویری از محیط را می‌دهد و همچنین طی مسافت‌های طولانی و از خلال فیبرهای نوری امکان برقراری ارتباط را فراهم می‌سازد.

تمامی شیوه‌های کنونی شناسایی نور دارای یک ویژگی مشترک به نام جذب و بنابراین نابودی فوتون هستند.

مشاهده فوتون‌های منفرد بدون جذب آن‌ها همواره یک رویا بوده است.

تیمی از دانشمندان در برنامه «تقسیم دینامیکی کوانتومی» متعلق به پروفسور گرهارد رمپه در موسسه «ماکس پلانک کوانتوم نوری» هم‌اکنون برای نخستین بار تکنیکی را ابداع کرده‌اند که فوتون را حین شناسایی بدون لمس‌شدن رها می‌کند.

در آزمایش انجام شده یک فوتون ورودی از یک رزوناتور نوری منعکس می‌شود. این رزوناتور شامل یک اتم منفرد است که در وضعیت برهم‌چینی آماده می‌شود.

انعکاس فاز را تغییر می‌دهد و این فاز برای رهگیری فوتون اندازه‌گیری می‌شود.

شیوه ارائه‌شده تکنیک جدیدی را برای افزایش قابل‌توجه کارآیی شناسایی کوانتوم نوری منفرد پیش رو می‌گذارد و دارای کارکردهای مهمی برای تمامی آزمایش‌هایی است که در آن فوتون‌ها جهت کدبندی‌کردن و برقراری ارتباط اطلاعات کوانتومی به کار می‌روند.

عناصر کلیدی در این آزمایش یک اتم روبیدیوم منفرد و یک حفره نوری است. حفره نوری رزوناتوری برای نور است که از دو آینه منعکس‌کننده در فاصله بسیار کوتاه استفاده می‌کند.

اتم در مرکز حفره به دام می‌افتد؛ جایی که نیروهای نور به شدت آن را در تمامی سه بعد محدود می‌کنند.

توانایی مشاهده فوتون‌های منفرد بدون نابودکردن آن‌ها یا تغییر دادن درجه آزادی‌شان در تعدادی از آزمایش‌ها کارآمد است.

موفقیت جدید امکانات نوینی را برای استفاده از فوتون‌های منفرد در ارتباطات کوانتومی و پردازش اطلاعات کوانتومی در اختیار می‌گذارد.

با تکنیک ارائه‌شده، انتقال موفق یک فوتون در شبکه‌ای کوانتومی می‌تواند بدون نابودکردن اطلاعات کوانتومی آسیب‌پذیری که در آن کدبندی شده‌اند، صورت گیرد.