Күн сәулесі лазерлерді алмастырды: фотондардың кванттық шиеленісі алынды
Халықаралық зерттеу тобы фотондық кванттық оптика саласында серпіліс жасап, шоғырланған күн сәулесі кванттық-шарпысқан фотондар жұбын генерациялай алатынын дәлелдеді. Тиісті нәтижелер беделді Optica ғылыми журналында жарияланды.
Лазерсіз жаңа дәуір
Оттава университеті мен Макс Планк атындағы Жарық ғылымы институтының (Германия) мамандарының күш-жігерін біріктірген жұмыста шарпысқан фотон жұптарын алудың классикалық әдісі — спонтанды параметрлік төмен қарай шашырау үшін сорғы көзі ретінде дәл күн сәулесі пайдаланылды. Бұл лазерлер жарықтың кванттық күйлерін дайындаудың жалғыз тиімді құралы деген қалыптасқан пікірді тікелей жоққа шығарады.
Бұрын лазерлер жоғары когеренттілігі мен қуат тығыздығына байланысты таптырмас деп саналды. Алайда менің әріптестерім және мен көрсеткендей: егер жарық поляризацияны сақтап, оны тиімді фокустау мүмкін болса, күн сәулесінің кеңістіктік және уақыттық когерентсіздігі поляризациялық шарпысу генерациясы үшін шешуші шектеу болып табылмайды.
Эксперименттің техникалық мәліметтері
Нәтижеге жету үшін команда жинау ауданы 1,4 м² болатын күн сәулесін шоғырландыру жүйесін құрастырды. Сәулелену ағыны Френель линзасымен фокусталып, содан кейін шыны конустық концентратор мен көпмодалы оптикалық талшыққа бағытталып, одан кейін сызықты емес кристалға берілді. Шығу кезінде зерттеушілер дерлік 94% дәлдікпен поляризациялық-шарпысқан фотондарды және Белл теңсіздігін бұзатын корреляцияларды тіркеді, бұл кванттық шарпысудың шынайылығын растайды.
Генерацияның нормаланған тиімділігі дәстүрлі лазерлік қондырғылармен салыстыруға болатындай болды. Бұл жаңалық фотондық кванттық жүйелердің энергия тұтынуын түбегейлі төмендете алады, бұл әсіресе шектеулі энергия ресурстары жағдайындағы қолданыстар үшін — спутниктерден бастап планетааралық миссияларға дейін өзекті.
Менің талдауым: Бұл нәтиже — жай зертханалық қызық емес, жаңартылатын энергия көздерінде жұмыс істейтін автономды кванттық құрылғыларды құрудағы маңызды қадам. Болашақта бұл қуатты лазерлерге қол жеткізу шектеулі шалғай және экстремалды жағдайларда кванттық байланыс желілерін орналастыруды арзандатып, жеңілдетуі мүмкін. Дегенмен, коммерциялық енгізуге дейін осындай жүйелердің тұрақтылығы мен масштабталуын қоса алғанда, тағы бірқатар инженерлік кедергілерді еңсеру қажет.