Home » Știință » Oamenii de știință sunt tot mai aproape de a manipula „lumina cuantică”

Oamenii de știință sunt tot mai aproape de a manipula „lumina cuantică”

Publicat: 22.03.2023

Pentru prima dată, oamenii de știință de la Universitatea din Sydney și de la Universitatea din Basel, Elveția, au demonstrat capacitatea de a manipula și de a identifica un număr mic de fotoni care interacționează – pachete de energie luminoasă – cu o corelație ridicată.

Această realizare fără precedent reprezintă un punct de reper important în dezvoltarea tehnologiilor cuantice.

Descoperirea a fost explicată în revista Nature Physics. Emisia stimulată de lumină, postulată de Einstein în 1916, este observată pe scară largă pentru un număr mare de fotoni și a stat la baza inventării laserului. Prin această cercetare, emisia stimulată a fost observată acum pentru fotoni individuali.

Mai exact, oamenii de știință au putut măsura întârzierea directă în timp dintre un foton și o pereche de fotoni legați care se împrăștie de pe un singur punct cuantic, un tip de atom creat în mod artificial.

„Acest lucru deschide ușa către manipularea a ceea ce putem numi lumină cuantică”, a declarat dr. Sahand Mahmoodian de la Facultatea de Fizică a Universității din Sydney și co-autor principal al cercetării, scrie EurekAlert.

„Această știință fundamentală deschide calea pentru progrese în tehnicile de măsurare îmbunătățită cuantică și în calculul cuantic fotonic”, a declarat Dr. Mahmoodian.

Cercetătorii au demonstrat capacitatea de a manipula fotoni care interacționează

Observând modul în care lumina interacționează cu materia în urmă cu mai bine de un secol, oamenii de știință au descoperit că lumina nu este un fascicul de particule și nici un model ondulatoriu de energie – ci prezintă ambele caracteristici, cunoscute sub numele de dualitatea undă-particulă.

Modul în care lumina interacționează cu materia continuă să fascineze oamenii de știință.

Fie că este vorba de modul în care lumina traversează spațiile vaste ale mediului interstelar sau de dezvoltarea laserului, cercetarea în domeniul luminii este o știință vitală cu importante utilizări practice. Fără aceste fundamente teoretice, practic toată tehnologia modernă ar fi imposibilă. Nu ar exista telefoane mobile, rețele de comunicații globale, calculatoare, GPS sau imagistică medicală modernă.

Un avantaj al utilizării luminii în comunicații – prin intermediul fibrelor optice – este acela că pachetele de energie luminoasă, fotonii, nu interacționează cu ușurință între ele. Acest lucru creează un transfer de informații aproape fără distorsiuni la viteza luminii. Cu toate acestea, uneori dorim ca lumina să interacționeze. Și aici, lucrurile devin dificile.

Lumina cuantică de acest tip are un avantaj

De exemplu, lumina este utilizată pentru a măsura mici modificări ale distanței cu ajutorul unor instrumente numite interferometre. Aceste instrumente de măsurare sunt în prezent banale. Însă legile mecanicii cuantice stabilesc limite în ceea ce privește sensibilitatea unor astfel de dispozitive.

Această limită este stabilită între cât de sensibilă poate fi o măsurătoare și numărul mediu de fotoni din dispozitivul de măsurare. În cazul luminii laser clasice, acest lucru este diferit față de lumina cuantică.

„Dispozitivul pe care l-am construit a indus interacțiuni atât de puternice între fotoni încât am putut observa diferența dintre un foton care interacționează cu el în comparație cu doi. Am observat că un singur foton a fost întârziat cu un timp mai mare în comparație cu doi fotoni. Cu această interacțiune foton-foton foarte puternică, cei doi fotoni devin încurcați sub forma a ceea ce se numește o stare legată cu doi fotoni”, a declarat dr. Natasha Tomm de la Universitatea din Basel, co-autor principal.

Lumina cuantică de acest tip are un avantaj, deoarece, în principiu, se pot face măsurători mai sensibile și cu o rezoluție mai bună folosind mai puțini fotoni. Acest lucru poate fi important pentru aplicații în microscopia biologică, când intensitățile mari ale luminii pot deteriora probele și când caracteristicile care trebuie observate sunt deosebit de mici.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O echipă de cercetători susține că poate da timpul înapoi într-un sistem cuantic

Cercetătorii vor să creeze „lumina cuantică”

Ce este un cristal cuantic al timpului?

Mecanica cuantică ne arată cum pot cercetătorii să vadă „lucruri” fără să le privească

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Uniunea Europeană a majorat puternic importurile de gaze naturale din Rusia
Uniunea Europeană a majorat puternic importurile de gaze naturale din Rusia
40.000 de oameni au pornit o revoluţie care a schimbat cu totul soarta unui mare stat european
40.000 de oameni au pornit o revoluţie care a schimbat cu totul soarta unui mare stat european
Care este orașul din lume în care este ilegal să mori?
Care este orașul din lume în care este ilegal să mori?
Una dintre cele mai iubite brânzeturi din lume, în pericol din cauza valurilor de căldură
Una dintre cele mai iubite brânzeturi din lume, în pericol din cauza valurilor de căldură
Republica Moldova primește 120 de milioane de euro de la Uniunea Europeană
Republica Moldova primește 120 de milioane de euro de la Uniunea Europeană
Emmanuel Macron avertizează țările europene că strategiile militare separate sunt o „absurditate”
Emmanuel Macron avertizează țările europene că strategiile militare separate sunt o „absurditate”
Rocile străvechi dezvăluie elementul care a influențat masiv Pământul în urmă cu 3,1 miliarde de ani
Rocile străvechi dezvăluie elementul care a influențat masiv Pământul în urmă cu 3,1 miliarde de ani
Pentru prima dată, cercetătorii au văzut cum s-a „născut” o bucată din scoarța oceanică a Pământului
Pentru prima dată, cercetătorii au văzut cum s-a „născut” o bucată din scoarța oceanică a Pământului
Un super-prădător din Africa stârnește mai multă frică decât „regele junglei”
Un super-prădător din Africa stârnește mai multă frică decât „regele junglei”
Un nasture găsit pe un câmp s-a dovedit a fi o monedă rară din timpul ultimului rege viking al Norvegiei
Un nasture găsit pe un câmp s-a dovedit a fi o monedă rară din timpul ultimului rege viking al Norvegiei
Poate sunetul să reducă stresul? Cum începe industria auto să folosească neuroștiința pentru experiențe de călătorie mai relaxante
Poate sunetul să reducă stresul? Cum începe industria auto să folosească neuroștiința pentru experiențe de călătorie ...
Oamenii de știință au descoperit cheia pentru prevenirea unei extincții în masă
Oamenii de știință au descoperit cheia pentru prevenirea unei extincții în masă
Cele mai reci stele din galaxie ar putea fi, de fapt, megastructuri extraterestre
Cele mai reci stele din galaxie ar putea fi, de fapt, megastructuri extraterestre
Un medicament injectabil pentru bronzare ar putea face mult mai mult rău decât bine
Un medicament injectabil pentru bronzare ar putea face mult mai mult rău decât bine
Cercetătorii au descoperit ce se ascunde în spatele celor mai întunecate impulsuri ale oamenilor
Cercetătorii au descoperit ce se ascunde în spatele celor mai întunecate impulsuri ale oamenilor
Test de cultură generală. Din ce sunt făcuți atomii?
Test de cultură generală. Din ce sunt făcuți atomii?
Optica cuantică ar putea transforma un fenomen vizual rar într-un test de vedere
Optica cuantică ar putea transforma un fenomen vizual rar într-un test de vedere
Zelenski anunță una dintre cele mai importante schimbări politice din Ucraina din ultimul an
Zelenski anunță una dintre cele mai importante schimbări politice din Ucraina din ultimul an