Кубанский государственный технологический университет

Создано зеркало, состоящее из одного атома

16-12-2011
Физики из Университета Инсбрука в Австрии создали зеркало, состоящее из одного атома. С одной стороны, это может показаться любопытным физическим кунштюком, пусть даже и очень сложным для исполнения. Однако впоследствии его может постигнуть судьба квантовой телепортации – эффекта, который сначала тоже был принят за простую забаву, а сейчас очень внимательно изучается в мире. Кроме того, здесь возможно и будущее практические применение – в качестве одноатомных оптических транзисторов.

Известно, что атом может отражать свет - примерно 1% от всех падающих на него фотонов. Австрийские физики решили использовать это отражение, соорудив своеобразное подобие одноатомного лазера.

Как известно из школьного курса физики, в основе лазера лежит так называемый резонатор Фабри-Перо, система из двух зеркал, глядящих друг на друга, причем одно из зеркал отражает лишь часть падающего света. Находящийся между этими зеркалами источник света испускает фотоны, те частично уходят и частично накапливаются, бегая от зеркала к зеркалу, причем за счет интерференции накапливаются фотоны только определенной частоты, зависящей от межзеркального расстояния. Ученые заменили "полупрозрачное" зеркало ионом бария, охладив его лазерным пучком, чтобы он, находясь на определенном расстоянии от источника (в данном случае 14 мм от второго зеркала), не уходил со своего места дальше, чем на 20 нанометров, потому что именно туда специальной линзой фокусировался свет.

Точнее было бы эту систему назвать интерферометром, а не лазером, но, независимо от названия, устройство заработало. Правда, не очень хорошо – если ион бария из системы убирали, свет, пропускаемый сквозь систему, уменьшался на 6 процентов, тогда как в стандартном резонаторе Фабри-Перро он падает практически до нуля. Полупрозрачное зеркало для лазера все-таки лучше, чем зеркало на один процент. Для исследователей этот эксперимент важен и с точки зрения теории – он дает им новые возможности изучать "квантовую электродинамику полостей", таких, как полость Фабри-Перро. Но, как уже говорилось, возможны и практические применения. Если, считают ученые, подобрать лучшую линзу, которая усилила бы отражательную способность одного атома больше, чем в шесть раз, как в данном случае, тот такой одноатомный интерферометр смог бы стать основой оптической версии электроники, где обычный транзистор заменен оптическим, причем одноатомным. В конечном счете, это еще один шаг к электронным или спин-электронным системам, где каждый атом исполняет функции целого устройства.

Читайте на CNews Эмоции по команде: как людей делают счастливыми Нужна ли сертификация ИТ-специалистов для СМБ? ИТ-услуги для малого бизнеса: цунами приближается