Fisikawan mengamati fase baru dalam kondensat partikel cahaya Bose-Einstein

“Foton super” tunggal terdiri dari ribuan partikel cahaya yang berbeda: sekitar sepuluh tahun yang lalu, para peneliti di Universitas Hutan menciptakan keadaan agregat akhir untuk pertama kalinya dan menyajikan sumber cahaya yang sama sekali baru. Keadaan tersebut disebut kondensat Bose-Einstein optik dan telah memesona banyak fisikawan sejak saat itu, karena dunia luar partikel cahaya ini adalah dasar dari fenomena fisiknya sendiri.

Profesor Dr. Peneliti yang dipimpin oleh Martin Weiss, yang menemukan foton super, dan fisikawan teoretis Profesor Dr. Johan Kroha telah kembali ke dunia kuantum dari “ekspedisi” terakhir mereka dengan pengamatan yang sangat khusus. Mereka melaporkan transisi ke episode baru yang sebelumnya tidak diketahui dalam kondensat optik Bose-Einstein. Inilah yang disebut tahap overdamped. Dalam jangka panjang, hasil dapat menjadi relevan untuk komunikasi kuantum terenkripsi. Studi tersebut dipublikasikan di jurnal Ilmu.

Kondensat Bose-Einstein adalah kondisi fisik ekstrim yang biasanya terjadi hanya pada suhu yang sangat rendah. Kunci Khusus: Partikel dalam sistem ini tidak lagi terpisah dan pada dasarnya berada dalam status mekanis kuantum yang sama, dengan kata lain, mereka berperilaku seperti “monster” tunggal. Oleh karena itu, status dapat dijelaskan dengan fungsi gelombang tunggal.

Pada tahun 2010, peneliti yang dipimpin oleh Martin Weisz membuat kondensat Bose-Einstein pertama dari partikel cahaya (foton). Sistem khusus mereka masih digunakan sampai sekarang: fisikawan menjebak partikel cahaya dalam resonator yang terbuat dari dua cermin melengkung terpisah di luar mikrometer yang memantulkan cahaya yang bergerak cepat, mengisi ruang pantulan dengan pewarna cair, yang memungkinkan foton menjadi dingin. Ini dilakukan dengan “menelan” foton oleh molekul pewarna dan kemudian dengan meludah, yang membawa partikel cahaya ke suhu yang sama dengan larutan pewarna pada suhu kamar. Latar belakang: Pertama-tama, sistem memungkinkan untuk mendinginkan partikel cahaya, karena fitur alaminya adalah larut saat didinginkan.

Diisi dengan larutan pewarna mikrokontroler optik

Tujuan mikroskop digunakan untuk mengamati dan menganalisis cahaya yang dipancarkan dari resonator di sebelah kanan. Kredit: reg Gregor Hubble / Uni Banon

Pemisahan kedua tahap tersebut

Transformasi aksi yang oleh fisikawan disebut transisi antara air dan es saat membeku. Tetapi bagaimana transisi episode tertentu terjadi dalam sistem partikel cahaya yang terperangkap? Ilmuwan menjelaskannya seperti ini: beberapa cermin yang terdefinisi dengan baik menyebabkan foton hilang dan diganti, menciptakan ketidakseimbangan, menyebabkan sistem tidak menerima suhu tertentu dan menjadi berosilasi. Ini menciptakan transisi antara fase pendulum dan fase lembab. Kelembaban berarti penurunan amplitudo getaran.

“Fase overdamp yang kami amati konsisten dengan keadaan baru dalam bidang cahaya,” kata Farahi Emre üztürk, seorang mahasiswa doktoral di Institut Fisika Terapan di Bonn University. Ciri khusus adalah bahwa efek laser biasanya tidak dipisahkan dari kondensat Bose-Einstein dengan konversi satu langkah dan tidak ada batas yang ditentukan secara tajam antara kedua keadaan. Artinya, fisikawan bisa bolak-balik memberi dampak.

Martin Weitz

Kredit dengan pengaturan optik pada tabel pengukuran di Institut Fisika Terapan Universitas Hutan: reg Gregor Hubble / Uni Forest n

“Namun, dalam percobaan kami, keadaan lewat dari kondensat Bose-Einstein optik telah dibedakan dengan konversi satu langkah dari kedua keadaan pendulum dan laser standar,” kata pemimpin studi Profesor Dr. Kata Martin Weisz. “Ini menunjukkan bahwa ada kondensat Bose-Einstein, yang keadaannya sangat berbeda dari laser standar. “Dengan kata lain, kami sedang mengerjakan dua langkah terpisah dari kondensat optik Bose-Einstein,” tegasnya.

Para peneliti berencana untuk menggunakan penelitian mereka sebagai dasar untuk penelitian lebih lanjut untuk mengeksplorasi keadaan baru di bidang cahaya dalam beberapa kondensat cahaya yang digabungkan, yang juga dapat terjadi dalam sistem. “Akan menarik untuk mengirim pesan yang dienkripsi kuantum antara beberapa peserta jika status kuantum yang terlibat secara mekanis muncul dalam menghubungkan kondensat cahaya,” kata Fahri Emre üztürk.

Tim peneliti ringan adalah negara bagian baru

Profesor Dr. dari Institut Fisika Terapan, Universitas Hutan. Martin Weisz, Dr. Julian Schmidt, Dr. Frank Vuinger, Profesor Dr. Kredit Johan Kroha dan Goran Hellmann: reg Gregor Hubble / Uni Bann n

Referensi: “Fahri Emre Öztürk, Tim Lapp, Garan Hellman, Julian Smith, Jan Clares, Frank Vuinger, Johan Kroha dan Martin Weitz, 2 April 2021,” Periode Non-Hermitage dalam Gas Kuantum Optik Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.be9869

Studi ini didanai oleh Collaborative Research Center TR185 tentang “Ionic and Photonic Quantum Matter Control oleh Kaiserslauter dan Forest University of Taylor Coupling to Reservoirs” dan Cluster of Course di Cologne, Aachen, Forest dan University of Excellence ML4Q Research Center Jelich . Cleanser of Excellence tertanam dalam “Blok Pembangun Materi dan Interaksi Fundamental” di University of Transnisciplinary Research Area (TRA) di Forest University. Selain itu, studi ini didanai oleh Uni Eropa dengan “Fokus-Foton untuk Simulasi Kuantum” dan pendanaan dari Kementerian Federal Keuangan dan Energi dari Pusat Dirgantara Jerman.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.