Күн сәулесі алғаш рет кванттық шиеленіс жасау үшін қолданылды: ойын ережелерін өзгертетін серпіліс
Халықаралық физиктер коллаборациясы жақында ғана мүмкін емес деп саналған нәрсені жасады: шоғырланған күн сәулесі кванттық шиеленіскен фотондар жұбын генерациялау үшін сәтті қолданылды. Беделді Optica журналында жарияланған бұл жұмыстың нәтижелері лазерлер кванттық күйлерді дайындаудың жалғыз өміршең құралы екендігі туралы қалыптасқан догманы күмәнға айналдырады.
Лазерлер енді кванттық оптикада монополист емес
Ұзақ уақыт бойы лазерлік сәулеленудің жоғары когеренттілігі мен қуат тығыздығы спонтанды параметрлік төмен шашырау — шиеленіскен фотондарды алудың стандартты әдісі — сияқты процестер үшін таптырмас деп саналды. Алайда Оттава университеті мен Макс Планк атындағы Жарық ғылымы институтының зерттеушілер тобы керісінше дәлелдеді. Олар күн сәулесінің кеңістіктік және уақыттық некогеренттілігі, егер поляризация сақталса және ағынның жеткілікті фокусировкасы қамтамасыз етілсе, өлімге әкелетін шектеу емес екенін көрсетті.
Инженерлік шешім: Френель линзасынан сызықты емес кристалға дейін
Нәтижеге жету үшін команда күрделі оптикалық жүйе жасады. Күн сәулесін жинау 1,4 шаршы метр ауданнан жүзеге асырылды. Ағын Френель линзасымен фокусировкаланды, содан кейін шыны конустық концентратор мен көпмодалы талшық арқылы өтіп, сызықты емес кристалға түсті. Дәл осы көп сатылы архитектура «шулы» күн сәулесін таза кванттық күйге айналдыруға мүмкіндік берді.
Шығуда зерттеушілер поляризациялық-шиеленіскен фотондарды әсерлі дәлдікпен — шамамен 94% — тіркеді. Бөлшектер арасындағы корреляциялар Белл теңсіздігін айқын бұзды, бұл құбылыстың шынайы кванттық табиғатының даусыз дәлелі болып табылады. Сонымен қатар, нормаланған генерация тиімділігі дәстүрлі лазерлік қондырғылармен салыстыруға келетіндей болды.
Практикалық әлеует: ғарыш және энергия тиімділігі
Бұл жаңалық фотондық кванттық жүйелердің энергия тұтынуын түбегейлі төмендетуге жол ашады. Энергия сыни ресурс болып табылатын жағдайларда — мысалы, спутниктерде немесе планетааралық миссияларда — қуатты лазерлердің орнына табиғи күн сәулесін пайдалану мүмкіндігі шешуші факторға айналуы мүмкін. Негізінен, біз сөзбе-сөз «күннен» жұмыс істейтін автономды кванттық байланыс тораптарын құру туралы айтып отырмыз.
Менің сараптамалық көзқарасым: бұл жай зертханалық қызық емес, парадигмадағы стратегиялық өзгеріс. Бұрын мен кванттық желілерді масштабтаудың басты кедергісі энергияны көп қажет ететін лазерлерге инфрақұрылымдық тәуелділік екенін бірнеше рет атап өткенмін. Бұл зерттеу табиғаттың өзі бізге таратылған кванттық жүйелерді құру үшін ресурс беретінін көрсетеді. Бұл технологияны эксперименталды санаттан инженерлік жазықтыққа ауыстыру ғана қалды. Дегенмен, тарих көрсеткендей, алғашқы демонстрациялық үлгі мен өнеркәсіптік шешім арасында әдетте бірнеше онжылдық өтеді.