Свръхстудените атоми могат да работят заедно, за да оформят или насочват светлината

Ваня Милева Последна промяна на 08 септември 2020 в 00:03 7324 0

Светлината може да се управлява или оформя от атоми, охладени до почти абсолютна нула Кредит: SAKKMESTERKE / SCIENCE PHOTO LIBRARY

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

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !