Используя всего несколько сотен одинаковых атомов, физики из Института квантовой оптики Макса Планка собрали самое легкое зеркало в мире. Несмотря на то, что поверхность измеряется в простых микронах и невидима невооруженным глазом, уникальное устройство считается новым мощным инструментом для изучения квантово-оптических явлений.
Хотя размер самого зеркала невероятно мал, его диаметр составляет около семи микрон, а толщина - несколько десятков нанометров, для его создания потребовалось гигантское двухтонное устройство с более чем тысячей оптических компонентов. Эта машина позволила команде создать искусственно спроектированную структуру, известную как метаматериал, состоящий из одного структурированного слоя из нескольких сотен идентичных атомов.
Эти атомы организованы таким образом, что они образуют двумерный массив в форме решетки, который формируется с помощью интерферируемых лазерных лучей. Это хитрое и тщательное расположение подавляет диффузное рассеяние света и направляет его в устойчивый луч, а также позволяет входящим фотонам многократно отражаться между атомами перед созданием очень сильного отражения.
Сильные отражения, предлагаемые этим невероятно крошечным и легким зеркалом, открывают совершенно новые возможности в области квантовой теории, особенно те, которые касаются взаимодействия света и вещества и физики фотонов. Это также может позволить разработку новых и продвинутых квантовых устройств.
Оборудование, общим весом 2 тонны, использованное для создания самого светлого в мире зеркала. Фото: Max Planck Institute of Quantum Optics
«Было открыто много новых интересных возможностей, таких как интригующий подход к изучению квантовой оптомеханики, которая является растущей областью изучения квантовой природы света с помощью механических устройств», - объясняет Дэвид Вэй, исследователь и второй автор. «Или наша работа может также помочь создать лучшую квантовую память или даже построить оптическое зеркало с квантовым переключением. Оба из них являются интересными достижениями для квантовой обработки информации».
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
Источник: New Atlas / Max Planck Institute of Quantum Optics
