Свет от лампочки или даже от обычного лазера напоминает толпу у выхода из метро: люди идут вразнобой, то густо, то пусто. Физики называют такое поведение дробовым шумом — это случайные колебания числа частиц, приходящих за секунду. Но в новом эксперименте удалось создать поток света, который ведёт себя иначе — как строй солдат, марширующих в ногу.

Установка выглядит почти как кастрюля с горячим паром. Стеклянная ячейка содержит атомы рубидия, нагретые примерно до 100 градусов Цельсия. В неё направляют лазерный луч с длиной волны 795 нанометров — это чуть дальше красного края радуги, уже невидимый глазу инфракрасный свет. Атомы рубидия поглощают два фотона из луча и почти мгновенно испускают два новых, но уже других цветов — один чуть «краснее», другой чуть «синее» исходного. Так рождается пара-близнец: два фотона, жёстко связанных друг с другом.

Главная хитрость — в том, что эти пары получаются не просто связанными, а «сжатыми» по шуму. Если измерять разность числа фотонов в двух лучах, она колеблется в 5,5 раз слабее, чем у обычного света. Даже после того, как лучи завели в оптоволокно — а это всё равно что пытаться пронести строй через узкий коридор, не сбив шаг, — сжатие сохранилось на уровне 3 раз. Временная картина совпадений тоже необычна: вместо острого пика — пологий прямоугольник. Это говорит о том, что пары рождаются не в одном-единственном процессе, а в нескольких, настроенных как музыкальные струны на разные лады.

Такой источник парного света уже сейчас можно встраивать в квантовые сенсоры — приборы, которые чувствуют магнитные поля или малейшие смещения в тысячи раз точнее, чем классические. А ещё он пригодится для квантовой связи, где каждая пара фотонов — как запечатанный конверт: любое подслушивание сразу заметно. Эксперимент возвращает нас к той же кастрюле с рубидиевым паром, но теперь мы знаем: внутри неё рождается не просто горячий туман, а идеально синхронизированный световой оркестр.