FÍSICOS CONSEGUEM MANIPULAR A "LUZ QUÂNTICA" PELA PRIMEIRA VEZ.
Uma equipe internacional de cientistas conseguiu manipular pequenas quantidades de partículas de luz, conhecidas como fotões, que têm uma forte relação entre si.
Este avanço pode levar a tecnologias como lasers com sensibilidade quântica para imagens médicas.
Os físicos já mostraram que controlar a luz é muito mais difícil do que controlar átomos entrelaçados quânticos. Mas, graças à emissão estimulada, um fenómeno descrito pela primeira vez por Albert Einstein em 1916, conseguiu-se este grande avanço.
Na nova experiência, pesquisadores da Universidade de Sydney e da Universidade de Basileia dispararam um único fotão e um par de fotões ligados em um ponto quântico. Assim, eles conseguiram medir um atraso de tempo direto entre o fotão sozinho e os que estavam amarrados.
Esta interação tão forte entre os fotões permitiu que dois deles se entrelaçassem na forma de um estado ligado de dois fotões. A equipe conseguiu a transmissão estimulada e a detecção de fotões individuais, bem como pequenos grupos de fotões de um único átomo. Isso leva-os a estar fortemente correlacionados, em outras palavras, 'luz quântica'.
«Esta experiência é linda, valida um efeito fundamental, a emissão estimulada no seu limite máximo e representa um grande passo tecnológico para aplicações avançadas», salienta a física Natasha Tomm, co-autora principal da Universidade de Basileia.
LASERES
Tudo isso é possível graças à emissão estimulada, que forma a base dos lasers modernos. Quando se usa uma corrente elétrica ou uma fonte de luz para impulsionar os elétrons dentro dos átomos de um material óptico como vidro ou vidro, os elétrons sobem uma órbita no núcleo do seu átomo.
Depois, ao voltar ao seu estado normal, eles emitem energia em forma de fotões. Este processo significa que todas as fotos resultantes têm comprimentos de onda idênticos, ao contrário da luz branca normal.
Este tipo de interação entre luz e matéria é a base de tecnologias como computadores, GPS, imagens médicas e redes de comunicações globais. Até o LIGO, o observatório de ondas gravitacionais com interferômetro laser que detectou ondas gravitacionais pela primeira vez em 2015, é baseado em lasers.
IMPORTÂNCIA
O próximo passo seria gerar estados de luz que possam fazer computadores quânticos melhores. Isso é muito promissor para aplicações em uma ampla gama de áreas, desde biologia até fabricação avançada.
«Ao demonstrar que podemos identificar e manipular estados unidos a fotões, demos um primeiro passo fundamental para aproveitar a luz quântica para uso prático», diz Mahmoodian.
Os próximos passos, explique, são usar o foco para gerar estados de luz e produzir melhores computadores quânticos.
Resumindo, o avanço alcançado pelos físicos australianos e suíços é fundamental para aproveitar a luz quântica em aplicações práticas e tecnológicas. Esta experiência, que valida um efeito fundamental, a emissão estimulada, no seu limite máximo, representa também um grande passo tecnológico para aplicações avançadas.
Fonte e mais informações: https://www.nature.com/articles/s41567-023-01997-6
Impressão artística de fotões estimulando um ponto quântico. / Universidade de Basileia
Uma equipe internacional de cientistas conseguiu manipular pequenas quantidades de partículas de luz, conhecidas como fotões, que têm uma forte relação entre si.
Este avanço pode levar a tecnologias como lasers com sensibilidade quântica para imagens médicas.
Os físicos já mostraram que controlar a luz é muito mais difícil do que controlar átomos entrelaçados quânticos. Mas, graças à emissão estimulada, um fenómeno descrito pela primeira vez por Albert Einstein em 1916, conseguiu-se este grande avanço.
Na nova experiência, pesquisadores da Universidade de Sydney e da Universidade de Basileia dispararam um único fotão e um par de fotões ligados em um ponto quântico. Assim, eles conseguiram medir um atraso de tempo direto entre o fotão sozinho e os que estavam amarrados.
Esta interação tão forte entre os fotões permitiu que dois deles se entrelaçassem na forma de um estado ligado de dois fotões. A equipe conseguiu a transmissão estimulada e a detecção de fotões individuais, bem como pequenos grupos de fotões de um único átomo. Isso leva-os a estar fortemente correlacionados, em outras palavras, 'luz quântica'.
«Esta experiência é linda, valida um efeito fundamental, a emissão estimulada no seu limite máximo e representa um grande passo tecnológico para aplicações avançadas», salienta a física Natasha Tomm, co-autora principal da Universidade de Basileia.
LASERES
Tudo isso é possível graças à emissão estimulada, que forma a base dos lasers modernos. Quando se usa uma corrente elétrica ou uma fonte de luz para impulsionar os elétrons dentro dos átomos de um material óptico como vidro ou vidro, os elétrons sobem uma órbita no núcleo do seu átomo.
Depois, ao voltar ao seu estado normal, eles emitem energia em forma de fotões. Este processo significa que todas as fotos resultantes têm comprimentos de onda idênticos, ao contrário da luz branca normal.
Este tipo de interação entre luz e matéria é a base de tecnologias como computadores, GPS, imagens médicas e redes de comunicações globais. Até o LIGO, o observatório de ondas gravitacionais com interferômetro laser que detectou ondas gravitacionais pela primeira vez em 2015, é baseado em lasers.
IMPORTÂNCIA
O próximo passo seria gerar estados de luz que possam fazer computadores quânticos melhores. Isso é muito promissor para aplicações em uma ampla gama de áreas, desde biologia até fabricação avançada.
«Ao demonstrar que podemos identificar e manipular estados unidos a fotões, demos um primeiro passo fundamental para aproveitar a luz quântica para uso prático», diz Mahmoodian.
Os próximos passos, explique, são usar o foco para gerar estados de luz e produzir melhores computadores quânticos.
Resumindo, o avanço alcançado pelos físicos australianos e suíços é fundamental para aproveitar a luz quântica em aplicações práticas e tecnológicas. Esta experiência, que valida um efeito fundamental, a emissão estimulada, no seu limite máximo, representa também um grande passo tecnológico para aplicações avançadas.
Fonte e mais informações: https://www.nature.com/articles/s41567-023-01997-6
Impressão artística de fotões estimulando um ponto quântico. / Universidade de Basileia
Tags:
Física