مصدر جيب للضوء الكمومي سريع
الضوء العادي هو تيار من الفوتونات تتطاير بشكل عشوائي: بعضها أكثر وبعضها أقل، وفي هذه الفوضى تضيع دقة القياسات. تعلّم الفيزيائيون «تمشيط» هذا التيار، منتجين ضوءًا مضغوطًا — حيث يصبح ضجيج خاصية معينة أقل من ضجيج الفراغ. الأمر يشبه شدّ وتر: ما زال يهتز، لكنه لم يعد يتأرجح بحرية.
في العمل الجديد، يُولَّد الضوء المضغوط مباشرة داخل خلية زجاجية تحتوي على بخار الروبيديوم، مُسخَّنة إلى 120 درجة. يمر شعاع الليزر عبر البخار، وعند تفاعله مع الذرات، يولّد أزواج فوتونات — فوتون إشارة وفوتون مرافق. ترتبط شدتاهما ارتباطًا وثيقًا لدرجة أن الفرق بينهما يتأرجح أضعف بمقدار 6.3 مرات من الضوء العادي. الجهاز بحجم كف اليد يعمل بقدرة 300 ميلي واط — مثل مؤشر الليزر.
هذا المصدر ضروري للمستشعرات الكمومية: على سبيل المثال، مقياس مغناطيسي يعتمد على ذرات الروبيديوم يمكنه استشعار مجالات أضعف بآلاف المرات من المجال المغناطيسي للأرض. كما أن النطاق الضيق للإشعاع — بضعة ميغاهرتز فقط — يسمح بربطه مباشرة بالذاكرة الكمومية، حيث تُخزَّن الفوتونات في سحابة من الذرات الباردة. هذه خطوة نحو الإنترنت الكمومي، حيث تُنقل المعلومات عبر ضوء محمي بقوانين الفيزياء.
في بخار الروبيديوم عند 120 درجة، تتحرك الذرات بسرعة حوالي 300 متر في الثانية — أسرع من الصوت، لكنها أبطأ بآلاف المرات من الضوء.