الضوء بلمسة زر: كيف يعزز شعاع الأشعة تحت الحمراء المصادر الكمومية سريع
النقطة المضيئة على البلورة تشبه يراعة يمكن إيقاظها ليس فقط بمصباح يدوي، بل أيضًا بدفء راحة اليد. هذه النقاط — مصادر فوتونات مفردة — قادرة على إصدار الضوء جسيمًا واحدًا في كل مرة، وهو ما تحتاجه الاتصالات الكمومية والحوسبة. عادةً ما تُوقظ بالضوء المرئي، لكن تفاصيل هذا الإيقاظ ظلت غامضة لفترة طويلة.
الآن أُضيف إلى الشعاع المرئي شعاع ثانٍ — غير مرئي، في منتصف الأشعة تحت الحمراء، بطول موجة يبلغ حوالي 7.3 ميكرومتر. يدخل هذا الشعاع في رنين مع اهتزازات الذرات حول العيب في نيتريد البورون السداسي — وهي مادة تشبه الجرافيت لكنها شفافة. الاهتزازات، مثل الأرجوحة، تتأرجح وتساعد حاملات الشحنة على إعادة الاتحاد بشكل أسرع — أي الالتقاء وإصدار فوتون. ونتيجة لذلك، تتوهج مصادر الضوء الزرقاء بشكل أكثر سطوعًا.
مثل هذه "دواسة الوقود" للباعثات الكمومية لم تُستخدم من قبل. تعمل الطريقة في درجة حرارة الغرفة، دون الحاجة إلى أجهزة تبريد معقدة. هذه خطوة نحو أجهزة عملية: يمكن ضبط مصادر الفوتونات المفردة أثناء الطيران، مثل ضبط مستوى الصوت في جهاز استقبال الراديو.
طول موجة 7.3 ميكرومتر — أنحف بحوالي عشر مرات من شعرة الإنسان، وهذا الضوء غير مرئي للعين، لكنه "مسموع" جيدًا لاهتزازات الشبكة البلورية.