Лампочка, которая светит не потоком, а отдельными каплями — фотонами. Такие «капельные» источники называют одиночными излучателями. Они нужны для квантовой связи, где каждый фотон несёт бит информации, и для сверхточных измерений. За последние десять лет учёные обнаружили, что сверхтонкие плёнки — монослои дихалькогенидов переходных металлов (соединений металла с серой или селеном) — могут испускать свет именно так: строго по одному фотону за раз.
Откуда берётся эта способность? Плёнка похожа на слой атомов толщиной в один шарик. В ней иногда возникают дефекты — как морщинка на гладком столе. Считается, что именно такие дефекты работают «гнёздами» для одиночных фотонов. Проблема в том, что разные исследователи видят эти гнёзда по-разному: одни говорят о пропущенных атомах, другие — о примесях или напряжениях в кристалле. Авторы обзора собрали все версии и сравнили их, как детективы сопоставляют показания свидетелей.
Чтобы навести порядок, учёные предлагают общий «паспорт» для каждого излучателя: набор измерений, по которому любой сможет определить его характеристики. Такой подход ускорит сравнение результатов из разных лабораторий и поможет выбрать лучшие плёнки для будущих квантовых устройств — от защищённых линий связи до сенсоров, чувствительных к единичным молекулам. И тогда «капельная» лампочка перестанет быть просто красивой метафорой, а станет рабочим инструментом.
Монослой дихалькогенида переходного металла настолько тонок, что свет проходит сквозь него почти без потерь, но при этом он может быть прочнее стали того же сечения.
В романе «Свет далёких звёзд» квантовые передатчики на основе дефектов в кристаллах обеспечивали мгновенную связь между колониями — почти как в обзоре, только без межзвёздных расстояний.