CIT(Collectively Induced Transparency)라고 불리는 새로 발견된 현상은 원자 그룹이 갑자기 특정 주파수에서 빛을 반사하는 것을 멈추게 합니다.

CIT는 이테르븀 원자를 광공동(기본적으로 작은 빛 상자) 내부에 가두어 레이저로 폭파함으로써 발견되었습니다. 레이저 빛이 원자에서 특정 지점으로 튕겨 나오더라도 빛의 주파수가 조정됨에 따라 빛이 방해받지 않고 공동을 통과하는 투명한 창이 나타납니다.

California Institute of Technology(BS ’04)의 Andrei Faraon(BS ’04), William L. Valentine 응용 물리학 및 전기 공학 교수 및 저널에 4월 26일 발표된 발견에 대한 논문의 공동 저자는 말합니다. 자연. “우리의 연구는 주로 이유를 찾기 위한 여정이 되었습니다.”

창 투명도 분석은 원자 그룹과 빛 사이의 공동에서 상호 작용의 결과임을 나타냅니다. 이 현상은 두 개 이상의 소스에서 나오는 파동이 서로를 상쇄할 수 있는 상쇄 간섭과 유사합니다. 원자 클러스터는 지속적으로 빛을 흡수하고 다시 방출하며, 이는 일반적으로 레이저 빛을 반사시킵니다. 그러나 CIT 주파수에서는 앙상블의 각 원자에서 빛이 다시 방출되어 평형이 이루어지고 반사율이 감소합니다.

“동일한 광학 필드에 강력하게 결합된 원자 그룹은 예상치 못한 결과를 초래할 수 있습니다.”라고 Caltech의 대학원생인 공동 저자인 Mei Li는 말합니다.

길이가 20μm에 불과하고 1μm보다 작은 기능을 포함하는 광학 공진기는 Caltech의 Kavli Institute for Nanoscience에서 제작되었습니다.

논문의 공동 저자인 대학원생 Rikuto Fukumori는 “전통적인 양자 광학 측정 기술을 통해 우리는 우리 시스템이 새로운 물리학을 드러내는 미개척 영역에 도달했음을 발견했습니다.”라고 말했습니다.

투명성 현상 외에도 연구원들은 원자 그룹이 레이저의 강도에 따라 단일 원자에 비해 훨씬 빠르게 또는 훨씬 느리게 레이저에서 빛을 흡수하고 방출할 수 있다는 점에 주목했습니다. 초복사(superradiation) 및 섭입(subduction)이라고 하는 이러한 프로세스와 기본 물리학은 상호 작용하는 많은 양자 입자로 인해 여전히 잘 이해되지 않고 있습니다.

“우리는 나노스케일에서 빛과 물질 사이의 양자 역학적 상호 작용을 관찰하고 제어할 수 있었습니다.

비록 연구가 근본적이고 양자 효과의 신비한 세계에 대한 우리의 이해를 확장하지만, 이 발견은 언젠가 정보가 고도로 결합된 원자 배열에 저장되는 보다 효율적인 양자 메모리를 위한 길을 닦는 데 도움이 될 가능성이 있습니다. Farron은 또한 여러 바나듐 원자의 상호 작용을 조작하여 양자 저장소를 만드는 작업을 했습니다.

“기억 외에도 이러한 실험 시스템은 양자 컴퓨터 간의 미래 통신 개발에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.