Обычный свет — это поток фотонов, летящих как попало: одних больше, других меньше, и в этом хаосе теряется точность измерений. Физики научились «причёсывать» этот поток, создавая сжатый свет — в нём шум одной характеристики становится меньше, чем у пустоты. Это как натянуть струну: она всё ещё дрожит, но уже не болтается.
В новой работе сжатый свет рождается прямо в стеклянной ячейке с парами рубидия, нагретой до 120 градусов. Лазерный луч проходит сквозь пар и, взаимодействуя с атомами, порождает пары фотонов — сигнальный и сопряжённый. Их интенсивности так тесно связаны, что разность между ними колеблется в 6,3 раза слабее, чем у обычного света. Прибор размером с ладонь питается от 300 милливатт — как лазерная указка.
Такой источник нужен для квантовых сенсоров: например, магнитометр на атомах рубидия сможет чувствовать поля в тысячи раз слабее магнитного поля Земли. А узкая полоса излучения — всего несколько мегагерц — позволяет напрямую связывать его с квантовой памятью, где фотоны хранятся в облаке холодных атомов. Это шаг к квантовому интернету, где информация передаётся светом, защищённым законами физики.
В парах рубидия при 120 градусах атомы движутся со скоростью около 300 метров в секунду — быстрее звука, но в тысячи раз медленнее света.