میکروحلقه های کریستالی و آزمایش های کوانتومی

توده ای قارچی شکل از کریستال تنها چیزی است که فناوری آینده آن را برای مهار طبیعت مرموز کوانتومی به کار می گیرد.

کد خبر: ۱۱۷۹۴۷

محققان موفق به کنترل جریانی از نور در سرتاسر چنین توده قارچی شکل با تغییر شکل اتمهای به آن شده اند.بدین ترتیب آنها نشان داده اند این وسیله می تواند به عنوان گره ای از شبکه کوانتومی که در آن اطلاعات بین اتم و نور رد و بدل می شوند به کار گرفته شود.این طرح بر مبنای خواص غریب کوانتومی بنا شده و گمان می رود موجب توسعه رایانه های قدرتمند یا سیستم های کدگذاری شود و راه حلی است استادانه که محققان با در نظر گرفتن وضعیت فازی کوانتومی از نور و ماده ارائه داده اند.
یک رویکرد این روش عبارت است از ساختن شبکه ای از اتمهای پایدار که اطلاعات را در خود ذخیره کرده اند و این اتمها به عنوان گره های شبکه به کار گرفته شوند. سپس با اعمال نور و راندن آن در میان این شبکه از اطلاعات می توان بهره گرفت.
چالش بعدی برای محققان آن است که اتمها و نور را درمقیاسی وسیع به گفتگو و تبادل اطلاعات با هم وادار کنند.یک روش قدیمی برای ارتباط اتم و فوتون عبارت بود از گسیل داشتن نور میان دو دیوار آینه ای و افتادن یک اتم به درون آن ، اما این روش میکرو کاواکی برای موارد انبوه سخت و غیر کاراست.
کری واهالا و جف کیمبل با همکاری دستیارانشان به جای استفاده از حلقه ای به قطر 40میکرومتر و از جنس دی اکسید سیلیکن که بر استوانه ای از همان جنس قرار داشته و روی یک میکرو چیپ سیلیکنی قرار دارند، از تکنیک معمول در لیتوگرافی استفاده کرده اند.آنها یک فیبر نوری را از میان باریک کرده و قسمت باریک را به حلقه نزدیک کرده اند.زمانی که نور با فرکانسی معین سراسر فیبر را روشن می کند، از قسمت باریک به حلقه نفوذ کرده و از آنجا که حلقه دایروی است ، اثری تشدیدکننده مانند کاواک را به نمایش می گذارد.
محققان سپس کمی از بخار فوق سرد اتمهای سزیم را روی این ساختار می ریزند.اتمهای سزیم با میدان الکتریکی واکنش داشته و موجب تغییر فرکانس رزونانس شده آن می شود به طوری که دیگر نور قادر به طی مسیر طولانی در سراسر آن نمی شود.در عوض نور می تواند به طرف پایین فیبر حرکت کند و این چیزی است که اعضای تیم دیدند و در روزنامه نیچر چاپ شد.قدم بعدی نزدیک کردن یک اتم به حلقه است.
اندازه پذیری حلقه می تواند برای تکمیل دیگر آزمایش های مربوط به ردوبدل کوانتومی اطلاعات به کار رود.