|  | 17 декабря 2017 | Нанотехнологии

Тончайшие стеклянные нити синхронизируют излучение света двумя атомами, находящимися на значительном удалении друг от друга

Синхронизация атомов


Если вам необходимо что-то сказать человеку, находящемуся на другом конце вашего двора, вам достаточно только повысить голос. Однако, если речь пойдет о куда больших расстояниях, то тут вам сможет помочь только телефон или Интернет. Атомы тоже могут обмениваться информацией при помощи света, и они так же нуждаются в дополнительной помощи, если их разделяет достаточно большое расстояние. Исследователи из Объединенного квантового института (Joint Quantum Institute, JQI), выяснили, что в качестве такой дополнительной помощи, позволяющей держать оптическую связь между двумя удаленными атомами, является "оптический мост" из тончайшего стеклянного нановолокна. Подобные "мосты" смогут стать в будущем основой безопасных коммуникационных каналов, соединяющих отдельные атомы, молекулы и даже квантовые точки.

Возбужденный атом является атомом, получившим извне некоторое количество дополнительной энергии. Через некоторое время атом излучает фотон света, отдавая излишки энергии, и возвращается в самое низкоэнергетическое состояние. В обычных условиях возбужденные атомы излучают фотоны света в произвольные моменты времени и в произвольном направлении, однако, если два возбужденных атома находятся достаточно близко друг к другу, они синхронизируются и действуют в унисон. Эффект оптической синхронизации не распространяется на большие расстояния, в обычных условиях атомы теряют синхронизацию при превышении расстояния между ними более чем на один микрон.

Ученым удалось добиться увеличения дальности оптической синхронизации за счет использования оптического нановолокна. В эксперименте это нановолокно было погружено в облако охлажденных атомов рубидия, которые возбуждались при помощи света лазера. Поскольку атомы перемещаются в облаке абсолютно хаотически, время от времени некоторые из них приближаются практически вплотную к оптическому волокну. И если один из "близких" атомов излучает в этот момент фотон света, этот фотон может попасть внутрь волокна и успешно добраться до другого атома, несмотря на разделяющее оба атома расстояние.

Наблюдая за светом, излучаемым облаком атомов рубидия в сумме, исследователи увидели в нем четкие следы процесса оптической синхронизации, которая полностью отсутствует при обычных условиях. При этом, эффект синхронизации сохранился после того, как облако атомов было разделено на два облака, находящиеся на разных концах оптического нановолокна, которое выступило в роли "моста" связующего два облака.

Во время экспериментов расстояние, разделявшее отдельные атомы не превышало 30 сантиметров, но исследователи не предполагают возникновения каких-либо проблем при увеличении расстояний до метров и километров.

Пока еще достаточно сложно предположить, принесет ли данное открытие какой-нибудь практический результат. Однако исследователи уверены, что комбинация их технологии с традиционными технологиями волоконной оптики будет способна через некоторое время существенно расширить возможности современных телефонных линий, кабельного телевидения и Интернета.




Ключевые слова:
Стекло, Нановолокно, Атом, Облако, Рубидий, Фотон, Свет, Синхронизация, Лазер, Возбуждение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новый тип взаимодействия света с материей позволяет управлять формой облако ...
  • Создан сверхскоростной источник света на базе одного "искусственного атома ...
  • Создано оптическое волокно, способное затормозить скорость распространения ...
  • Первая реализация спинового эффекта Холла является шагом к дальнейшему разв ...
  • Ученые превратили облако атомов в устройство хранения оптической информации




  • 18 декабря 2017 12:29
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4186
    И насколько точна такая синхронизация? По-любому должна присутствовать задержка (пусть и очень маленькая), движение фотонов по волокну, их взаимодействие с атомами и т.п.


    --------------------
        
    21 декабря 2017 02:49
    #2 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 229
    FomaNeverujuwij,
    о, ну Вы уважаемый, бедным ученым продохнуть не даете))) нельзя же таким жестоким быть))на корню обламываете ))
        
    21 декабря 2017 10:34
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 4186
    Цитата: gen_sec
    нельзя же таким жестоким быть))

    Я бываю и добрым -))) Когда встаю с утра с "правильной" ноги....


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.