Свет удалось «сжать» квантовыми точками

Физики из Университета Кембриджа впервые получили единичные сжатые фотоны, используя для этого процесс флуоресценции. Эксперимент, поставленный авторами был предсказан теоретически 30 лет назад, но только сейчас его удалось воплотить в жизнь. Работа опубликована в журнале Nature, передаёт nplus1.ru.

Схема экспериментальной установки. Изображение: Carsten H. H. Schulte et al. / Nature, 2015

Измерению параметров в квантовых системах неизбежно мешают особые неточности — флуктуации. Они возникают благодаря принципу неопределенности Гейзенберга — закону квантового мира, запрещающему одновременно очень точно определить два параметра, например, координату и импульс частицы. Из него следует, что если мы наложим ограничения на одну из таких величин, то неопределенность другой величины от этого возрастет. Ближайшей аналогией флуктуаций являются шумы, которые появляются при попытке измерить какой-либо параметр света.

Для создания сжатого состояния физики обучали квантовую точку (нанокристалл полупроводника) с помощью очень слабого лазерного излучения. Квантовая точка в эксперименте выполняла роль «искусственного атома», системы с двумя энергетическими уровнями, способной поглощать и испускать кванты света. У испущенных фотонов удалось снизить уровень шумов квадратурной компоненты амплитуды на три процента по сравнению с вакуумными флуктуациями. Это естественным образом привело к увеличению шумов у другого параметра фотона. С помощью специальной техники измерений авторы смогли показать, что сжатие наблюдается даже у единичных фотонов.

STRF.ru