Свръхстудените атоми могат да контролират формата и посоката на светлината, когато работят съвместно, разчитайки на физична хипотеза, предложена преди повече от 400 години, но едва сега доказана, че е възможна.
За да се манипулират както електрическите, така и магнитните взаимодействия между атомите и светлината, предишните експерименти разчитат на специално проектирани метаматериали.
Но Яне Руостекоски (Janne Ruostekoski) от Университета в Ланкастър, Великобритания, и екипът му сега показват, че това може да се направи с естествено срещащи се елементи, като итербий или стронций. Те изчисляват, че манипулирането на поведението на атомите, охладени до милиардна част от градуса по Келвин над абсолютната нула, ги превръща в мощен инструмент за оформяне на светлината.
При тези температури атомите се движат изключително бавно и могат да бъдат контролирани чрез квантово-механични ефекти, които са незабележими при по-високи температури.
Екипът използва лазери, за да доведе атомите до възбудено състояние и да ги накара да се движат съгласувано. Те откриват, че когато атомите действат колективно, те могат да оформят и насочват светлината чрез своите електрически и магнитни взаимодействия с нея. Съгласуваното поведение им позволява да действат като група електрически заряди или много малки магнити, които влияят на светлината.
Използването на магнитните взаимодействияе нов и важен аспект на тази работа, коментира Дейвид Уилковски (David Wilkowski) от Националния университет в Сингапур, който не е участвал в изследването.
Това изследване се свързва и с теориите от 17-ти век на физика Кристиан Хюйгенс. Екипът на Руостекоски ефективно намира начин да изгради така наречената повърхност на Хюйгенс от ултрастудени атоми.
Всяка точка - всеки атом - на тази повърхност определя формата на излъчващата се светлинна вълна, която преминава през нея, което я прави инструмент за създаване на предварително проектирани светлинни вълни, които имат някакви желани атрибути.
Тази работа може да ни помогне да изучим квантовата информация и потенциално да подобрим устройствата с квантова памет като използваме съвместното взаимодействие атом-светлина.
Справка:
Optical Magnetism and Huygens' Surfaces in Arrays of Atoms Induced by Cooperative Responses
K. E. Ballantine, J. Ruostekoski, arXiv
Източник: Ultracold atoms can work together to shape or steer light, newscientist
Още по темата
Физика
Екзотичното пето състояние на материята е създадено на Международната космическа станция
Физика
Екзотичното пето състояние на материята е създадено на Международната космическа станция
Физика
Проф. Норберт Пиетрала за суперсиметрията и загубите на симетрия
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари