Июн
07

Шпионаж за фотоном, не вредя ему

фотон

В Природе этой недели бригада физиков сообщает об инновационном квантовом эксперименте манипуляции: Им удалось обнаружить единственный фотон неоднократно, не разрушая его. Эксперимент является уникальной демонстрацией явления, известного как квантовый неснос.«Я думаю, что это чудесно», говорит Войцех Зурек, квантовый гуру измерения в Лос-Аламосе Национальная Лаборатория в Нью-Мексико. «Они осуществили одну из целей, один из столбов с указанием числа миль, определивший область квантового измерения для близко к 20 годам».

Это — факт жизни в квантовой механике, что наблюдение или измерение объекта изменяют или разрушают его. Но за прошлое десятилетие нескольким бригадам удалось презирать это правило и наблюдать квантовую систему, не влияя на него — несмотря на то, что никогда с чем-либо столь же хрупким как единственный фотон.

Теперь бригада в Ecole Normale Superieure в Париже использовала умную уловку для наблюдения единственного фотона, и затем наблюдала его снова, подтверждая, что они достигли квантового несноса.«Основная идея состоит в том, что мы можем заманить в ловушку единственный фотон в коробке… и контролировать и сделать повторенные измерения на нем», говорит ведущий исследователь Серж Харош. «Коробка» была каверной с открытой стороной 3 сантиметра длиной и 5 сантиметров в диаметре, ограниченном с обоих концов со сферическими ниобиевыми зеркалами, отражающими фотоны правильной микроволновой длины волны. Для обнаружения фотона исследователи стреляли в атом рубидия через каверну. Атом качался с энергией сначала, так, чтобы ее наиболее удаленные электроны были повышены на орбиты, далекие от ядра.

Это гарантировало самое сильное взаимодействие с любыми микроволновыми фотонами, скрывающимися в каверне, позволив атому абсорбировать фотоны и затем испустить их прежде, чем оставить каверну.На первый взгляд выходящий атом казался неизменным от того, когда он вошел.

Но цикл поглощения и эмиссии действительно оставлял отпечаток на волну атома путем изменения ее фазы. Отдельная система сравнила фазы прежде и после, показав изменение фазы полуволны — подпись столкновения с фотоном.

Отправка второго атома через каверну привела к тому же результату. «Первый атом сделал измерение и оставил фотон для второго атома для чтения его», завершает Харош.


5 Комментов

Оставить коммент