Capturarea incertitudinii cuantice în timp real
Un nou studiu realizat de un grup de cercetători de la Universitatea din Arizona a reușit să captureze și să controleze incertitudinea quantum în timp real, folosind pulsuri ultrarapide de lumină. Această descoperire, publicată în revista „Light: Science & Applications”, deschide noi căi pentru comunicațiile sigure și dezvoltarea opticii cuantice ultrarapide.
Tehnologia luminii comprimată
Unul dintre conceptele cheie ale acestei cercetări este „lumina comprimată”, explicată de profesorul asociat Mohammed Hassan, autor principal al lucrării. În fizica cuantica, lumina este marcată de două proprietăți legate, care se referă la poziția și intensitatea particulei. Cu toate acestea, acestea nu pot fi cunoscute cu o precizie perfectă, generând conceptul de incertitudine. Hassan notează că lumina obișnuită se poate compara cu un balon rotund, unde incertitudinea este distribuită uniform între măsurători, în vreme ce lumina comprimată este întinsă într-o formă ovală, permițând o măsurare mai precisă a uneia dintre aceste proprietăți.
Aplicații reale pentru lumina comprimată
Această tehnologie innovatoare are deja aplicații în detectoarele de unde gravitaționale, care utilizează lumina comprimată pentru a pătrunde zgomotul de fond și pentru a detecta micile ondulații în spațiu-timp cauzate de corpuri cerești îndepărtate. Hassan a dorit să exploreze posibilitatea de a genera lumină comprimată cu impulsuri ultrarapide măsurate în femtosecunde, o fracțiune extrem de mică de timp.
Provocările tehnice și inovațiile aduse
Realizarea luminii cuantice cu impulsuri ultrarapide ar reprezenta un pas revoluționar. Una dintre cele mai mari provocări a fost asigurarea potrivirii fazei între lasere de culori diferite, impunându-se un set complex de tehnici. Echipa lui Hassan a dezvoltat o nouă metodă de a produce explozii scurte de lumină printr-un proces numit „mixare în patru unde”, unde diferitele surse de lumină interacționează și se combină. Aceasta nu este doar o demonstrație teoretică, ci un pas concret către controlul în timp real al incertitudinii cuantice.
Un viitor strălucit în comunicații și științe aplicate
Utilizând tehnica dezvoltată, echipa a aplicat-o în domeniul comunicațiilor sigure. Combinația de impulsuri ultrarapide și lumină comprimată sporește atât viteza, cât și securitatea transmisiilor de date. Hassan subliniază că interceptarea datelor transmise cu lumina cuantică alertează rețeaua imediat, iar eavesdrop-erii întâmpină dificultăți în obținerea de informații precise datorită perturbațiilor induse asupra stării cuantice.
Perspective de dezvoltare în diferite domenii
Hassan își exprimă speranța că lumina cuantică ultrarapidă va avansa nu doar comunicațiile, ci și senzori cuantici, chimie și biologie, având un impact semnificativ asupra diagnosticelor, descoperirilor medicamentoase și monitorizării mediului înconjurător. Împreună cu colegii săi, inclusiv Mohamed Sennary, student absolvent, și Mohammed ElKabbash, asistent profesor de științe optice, Hassan îmbină tehnologia avansată cu scopul de a explora noi orizonturi științifice.
Sursa: Phys.org
