مسطرة من الضوء، هكذا يمكن تسمية الطريقة الجديدة لقياس التأخيرات الزمنية المتناهية الصغر. في عام 1987، لاحظ تشونغ كي هونغ وتشي-يو أوو وليونارد ماندل أنه إذا سقط فوتونان لا يمكن تمييزهما في وقت واحد على مقسم شعاع، فإنهما يخرجان معًا دائمًا من منفذ واحد. أصبح هذا تداخل هونغ-أو-مانديل أداة فائقة الدقة لقياس الزمن. لكن له حدًا: يجب أن تصل الفوتونات في وقت واحد تقريبًا، في حدود زمن ترابطها (هنا 0.44 بيكو ثانية فقط). إذا كان التأخير أكبر، تتلاشى الصورة وتتوقف المسطرة عن العمل.
وجد الفيزيائيون في مجموعة ميهول مالك طريقة لإطالة هذه المسطرة. وجهوا أزواجًا من الفوتونات إلى محزوز حيود ومصفوفة من ثمانية ثنائيات ضوئية انهيارية تسجل ليس فقط حقيقة وصول الفوتون، بل أيضًا تردده. التردد هو اللون، أو طاقة الفوتون. إذا وصلت الفوتونات بترددات مختلفة، تصبح قابلة للتمييز ويختفي التداخل. ولكن إذا تداخلت الترددات، ينشأ تداخل كمومي حتى مع تأخيرات كبيرة. في التجربة، تم قياس تأخيرات تصل إلى 4 بيكو ثوانٍ مع عدم يقين يبلغ حوالي 10 بيكو ثوانٍ لكل توافق، أي أكبر بعشرات المرات من زمن الترابط.
الفكرة الأساسية هي أن الدقة الترددية تمحو المعلومات حول أي فوتون وصل أولاً. الكاشف العادي الذي لا يميز الترددات يرى فقط صورة ضبابية. أما المصفوفة الحساسة طيفيًا فتحلل الضوء إلى قنوات ترددية منفصلة، وفي كل قناة يُستعاد التداخل. هذا يشبه تقسيم قاعة صاخبة إلى غرف منفصلة، حيث يمكن سماع المحاور بوضوح في كل غرفة.
حتى الآن، كان يُعتقد أن قياس مثل هذه التأخيرات يتطلب ضوءًا غير كلاسيكي، مثل أزواج من الفوتونات المتشابكة. يُظهر العمل الجديد أن الليزر العادي، المخفف إلى مستوى الفوتونات المفردة، يؤدي المهمة بشكل جيد. هذا يزيل القيود على السطوع وعرض النطاق المرتبطة بمصادر الفوتونات المفردة، ويجعل الطريقة عملية. يمكن استخدامها اليوم في قياس المسافات الكمومية، ومزامنة الساعات البعيدة، والتصوير المقطعي البصري المتماسك، في كل مكان نحتاج فيه إلى قياس دقيق لزمن انتقال الضوء.
مستقبل هذه المسطرة الضوئية يكمن في زيادة عدد البكسلات وتحسين دقتها الزمنية. عندها يمكن الاقتراب من الحد الكمومي للدقة وقياس تأخيرات أصغر. ربما سنتعلم قياس الإزاحات العرضية وغيرها من المعلمات حيث تزيل الدقة الترددية أيضًا الانحلال. هكذا تتحول الفيزياء الأساسية لتداخل الفوتونات التي لا يمكن تمييزها إلى أداة عملية للقياسات الدقيقة.
لأول مرة لوحظ تأثير هونغ–أو–مانديل في عام 1987، من خلال قياس الفترات الزمنية بين فوتونين بدقة دون البيكو ثانية، والآن تعمل نفس الفيزياء لتأخيرات تزيد عشر مرات عن مدة النبضات نفسها.