الضوء الصادر من مصباح أو حتى من ليزر عادي يشبه حشدًا عند مخرج مترو الأنفاق: الناس يسيرون بشكل غير منتظم، تارة كثيفًا وتارة خفيفًا. يطلق الفيزيائيون على هذا السلوك اسم الضوضاء الحبيبية (shot noise) — وهي تقلبات عشوائية في عدد الجسيمات القادمة في الثانية. لكن في تجربة جديدة، تمكن الباحثون من إنشاء تدفق ضوئي يتصرف بشكل مختلف — مثل صف من الجنود يسيرون بخطى متوازنة.

المنشأة تبدو تقريبًا مثل قدر به بخار ساخن. تحتوي خلية زجاجية على ذرات الروبيديوم، مُسخنة إلى حوالي 100 درجة مئوية. يُوجه إليها شعاع ليزر بطول موجة 795 نانومتر — وهو أبعد قليلاً من الحافة الحمراء للطيف، أي ضوء تحت الأحمر غير مرئي للعين. تمتص ذرات الروبيديوم فوتونين من الشعاع وتصدر على الفور تقريبًا فوتونين جديدين، لكن بألوان مختلفة — واحد أكثر احمرارًا قليلاً، والآخر أكثر زرقة قليلاً من الأصلي. هكذا يولد زوج توأم: فوتونان مرتبطان ارتباطًا وثيقًا.

الحيلة الرئيسية هي أن هذه الأزواج ليست مجرد مرتبطة، بل "مضغوطة" من حيث الضوضاء. إذا قمنا بقياس الفرق في عدد الفوتونات بين الشعاعين، فإنه يتقلب بشكل أضعف بمقدار 5.5 مرات من الضوء العادي. حتى بعد إدخال الشعاعين في الألياف البصرية — وهذا يشبه محاولة إدخال صف من الجنود عبر ممر ضيق دون أن يخطئوا في الخطوة — بقي الضغط عند مستوى 3 مرات. الصورة الزمنية للتوافقات غير عادية أيضًا: بدلاً من قمة حادة، نرى مستطيلًا مسطحًا. هذا يشير إلى أن الأزواج لا تولد في عملية واحدة فقط، بل في عدة عمليات مضبوطة مثل أوتار موسيقية على ألحان مختلفة.

مصدر الضوء الزوجي هذا يمكن دمجه الآن في أجهزة الاستشعار الكمومية — أجهزة تستشعر المجالات المغناطيسية أو أدق الإزاحات بدقة أكبر بآلاف المرات من الأجهزة التقليدية. كما أنه مفيد للاتصالات الكمومية، حيث كل زوج من الفوتونات يشبه مظروفًا مختومًا: أي محاولة تنصت تصبح ملحوظة فورًا. تعيدنا التجربة إلى نفس القدر مع بخار الروبيديوم، لكننا الآن نعلم: بداخله لا يولد مجرد ضباب ساخن، بل أوركسترا ضوئية متزامنة بشكل مثالي.