Свет в оптоволокне удалось замедлить до скорости поезда

Используя обычное оптоволокно команда ученых Венского технологического университета (TU Wien) смогла замедлить свет до скорости всего 180 км/ч. Им также удалось полностью остановить движение света и извлечь его затем. Подобная технология является необходимым компонентом будущего оптоволоконного Интернета, где квантовая информация будет телепортироваться на большие расстояния.

В вакууме скорость света постоянна и составляет примерно 300 млн метров в секунду. В стекле или воде свет незначительно замедляется в результате взаимодействия с материалом.

"В нашей системе этот эффект доведен до предела, благодаря созданному в ней чрезвычайно сильному взаимодействию света с материей, — заявил профессор TU Wien Арно Раушенбойтель (Arno Rauschenbeutel).

Осуществить это удалось, связав со сверхтонким оптоволокном атомы цезия. Когда такой атом поглощает лазерное излучение, он переходит в состояние с более высоким уровнем энергии (если энергия фотона равна разнице между двумя энергетическими состояниями). Но поглощенный свет нельзя извлечь обратно управляемым способом.

Поэтому, в эксперименте был использован дополнительный лазер, который связывал высокоэнергетичное состояние с третьим атомным состоянием. Взаимодействие между этими тремя квантовыми состояниями не позволяло фотону поглощаться и переизлучаться произвольным образом. Вместо этого, происходил контролируемый перенос квантовой информации фотона в ансамбль атомов, где она какое-то время хранилась — фотон превращался в коллективное возбуждение атомов.

Через две микросекунды — за это время свет обычно проходит около полукилометра — управляющий лазер побуждал атомы переизлучить фотон в стекловолокно. Свойства фотона в точности сохранялись, что важно для квантовых коммуникаций.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365