تتجمع الفوتونات في ثلاثيات بفضل ذرتين ⚡ экспресс
التحكم في الضوء على مستوى الفوتونات المفردة هو مهمة رئيسية في البصريات الكمومية. تفاعلات الفوتونات تتم بوساطة ارتباطها بالذرات، والواجهة الحتمية بين الفوتونات المفردة والذرات ضرورية للتحكم الكامل. توسيع هذا النموذج ليشمل العديد من الذرات المرتبطة عبر الإشعاع يفتح مجال البصريات الكمومية متعددة الجسيمات. في هذا العمل، تم تحقيق نظام من الذرات الاصطناعية الصلبة المرتبطة بشكل متماسك بدليل موجي نانوفوتوني. تم استكشاف قابلية توسيع النقل الفوتوني غير الخطي: كل باعث مضاف يولّد ارتباطات من مرتبة أعلى. تم تسجيل ارتباطات فوتونية ثلاثية تجريبيًا من زوج من الباعثات المرتبطة بشكل جماعي مع كبت إسهامات عدد أقل من الفوتونات. كما أظهر العمل ذلك لثلاثة باعثات رنانة. هذه النتائج تؤذن بنشوء البصريات الكمومية متعددة الجسيمات في الكهروديناميكا الكمومية الموجية، ممهدةً الطريق نحو المحاكيات الكمومية، والحالات المتشابكة متعددة الجسيمات، ودراسة التحولات الطورية الكمومية.
الضوء هو تيار من الفوتونات. في دليل موجي خاص يشبه ممرًا ضيقًا، تمرر الذرة التي تعمل 'كحارس بوابة' الفوتونات فرادى عادةً. وتدرس هذه الظاهرة التحليل الطيفي للجسيمات المفردة.
عند وضع 'حارسين' متجاورين، فإنهما يجبران الفوتونات على التجمع في ثلاثيات. وفي التجربة، حققت ذرتان اصطناعيتان - وهما في جوهرهما دارات فائقة التوصيل دقيقة - متصلتان بدليل موجي مشترك، هذا التأثير بالضبط. الفوتونات التي تتجاهل بعضها البعض في الظروف العادية، تبدأ فجأة في التحرك في مجموعات ثلاثية. لا تزال تنطلق بسرعة سرعة الضوء، لكن سلوكها الآن مختلف جذريًا. تتوافق هذه النتيجة مع النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات وتفتح الطريق أمام بصريات كمومية متعددة المهام.
لطالما حلم بهذا رواد البصريات الكمومية لعقود: ليونارد ماندل وروي غلاوبر.
🎯 لرؤية فوتونات مفردة، تحتاج إلى ظلام تام وكواشف فائقة الحساسية. في المصباح العادي، أعدادها هائلة لدرجة أن العدّ لا معنى له.
🎬 في الخيال العلمي، يعد الاتصال الكمومي بنقل فوري للبيانات. ثلاثيات الفوتونات ليست قادرة على ذلك بعد، لكنها تساعد في فهم العالم الكمومي بشكل أفضل.