Ny mpahay siansa dia mitatitra ny fiforonan'ny polariton onjam-maso ao anaty lattice optika, fikarohana andrana ahafahan'ny fandalinana ny paradigma siantifika sy teknolojia afovoany amin'ny alàlan'ny simulation quantum mivantana mampiasa atoma ultracold.
Ny Fahitana ny Matter-Wave Polaritons dia manome hazavana vaovao amin'ny Photonic Quantum Technologies
Ny fikarohana navoaka tao amin'ny diary Nature Physics dia manome sehatra vaovao ho an'ny 'revolisiona quantum faharoa'.
Ny fivoaran'ny sehatra andrana izay mampandroso ny sehatry ny siansa sy ny teknolojia quantum (QIST) dia tonga miaraka amin'ny tombony sy fanamby tsy manam-paharoa mahazatra amin'ny teknolojia mipoitra rehetra. Ireo mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Stony Brook, tarihin'i Dominik Schneble, PhD, dia mitatitra ny fiforonan'ny polariton onjam-maso ao anaty lattice optika, fikarohana andrana izay mamela ny fandalinana ny paradigma QIST afovoany amin'ny alàlan'ny simulation quantum mivantana amin'ny fampiasana atôma ultracold. Ny mpahay siansa dia mihevitra fa ny quasiparticles novokarin'izy ireo, izay maka tahaka ny foton'ny fifandraisana mafy amin'ny fitaovana sy fitaovana nefa mandingana ny sasany amin'ireo fanamby efa raiki-tampisaka, dia hahazo tombony amin'ny fampandrosoana bebe kokoa ny sehatra QIST izay vonona hanova ny teknolojia informatika sy fifandraisana.
Ny valin'ny fikarohana dia amin'ny antsipiriany ao amin'ny taratasy iray navoaka tao amin'ny gazety Fizika voajanahary.
Ny fandinihana dia manazava ny toetran'ny polariton fototra sy ny trangan-javatra mifandraika amin'ny vatana maro, ary manokatra fahafahana vaovao ho an'ny fandalinana ny raharaha quantum polaritonic.
Fanamby lehibe iray amin'ny fiaraha-miasa amin'ny sehatra QIST mifototra amin'ny foton dia ny hoe na dia mety ho mpitatitra vaovao momba ny quantum aza ny foton dia tsy mifampiresaka izy ireo. Ny tsy fisian'ny fifandraisana toy izany koa dia manakana ny fifanakalozam-baovao voafehy eo amin'izy ireo. Nahita fomba hamahana izany ny mpahay siansa tamin'ny fampifangaroana ny fotona amin'ny fientanam-po mahery vaika amin'ny fitaovana, ka mamorona polaritons, hybrides toy ny chimera eo anelanelan'ny hazavana sy ny zavatra. Ny fifandonana eo amin'ireo quasiparticles mavesatra ireo dia mahatonga ny fotona hifanerasera tsara. Izany dia ahafahan'ny fampiharana ny fampandehanana ny vavahady quantum mifototra amin'ny foton ary amin'ny farany ny fotodrafitrasa QIST iray manontolo.
Na izany aza, ny fanamby lehibe dia ny faharetan'ny androm-piainan'ireo polariton mifototra amin'ny fotona ireo noho ny fifandraisany amin'ny taratra amin'ny tontolo iainana, izay mitarika ho amin'ny fahalovana sy ny decoherence tsy voafehy.
Ny fanehoana ara-javakanto ny voka-pikarohana ao amin'ny fandalinana polariton dia mampiseho ireo atôma ao amin'ny mason-tsivana optique izay mamorona dingana manasaraka (ankavia); atôma mivadika ho polariton onja-maso amin'ny alàlan'ny fampifangaroana banga mpanelanelana amin'ny taratra mikraoba asehon'ny loko maitso (afovoany); polariton lasa finday ary mamorona dingana superfluid ho an'ny fifandraisana banga matanjaka (ankavanana). Credit: Alfonso Lanuza/Schneble Lab/Stony Brook University.
Araka ny filazan'i Schneble sy ny mpiara-miasa, ny fikarohana momba ny polariton navoakan'izy ireo dia mandingana tanteraka ny fetra toy izany vokatry ny fahalovana ho azy. Ny lafin'ny foton'ny polaritany dia entin'ny onja atomika tanteraka, izay tsy misy ny fizotry ny fahalovana tsy ilaina toy izany. Ity endri-javatra ity dia manokatra ny fidirana amin'ny fitondrana parameter izay tsy, na mbola tsy azo idirana amin'ny rafitra polaritonic mifototra amin'ny foton.
"Ny fivoaran'ny mekanika quantum dia nanjaka tamin'ny taonjato farany, ary ny 'revolisiona quantum faharoa' mankany amin'ny fampandrosoana ny QIST sy ny fampiharana azy dia efa mandeha tsara manerana izao tontolo izao, ao anatin'izany ny orinasa toa ny IBM, Google ary Amazon," hoy i Schneble, Profesora ao amin'ny Departemantan'ny Fizika sy Astronomia ao amin'ny College of Arts and Science. "Ny asantsika dia manasongadina ny fiantraikan'ny mekanika quantum fototra izay mahaliana ny rafitra quantum photonic mipoitra ao amin'ny QIST manomboka amin'ny nanophotonics semiconductor ka hatramin'ny electrodynamic quantum circuit."
Ny mpikaroka Stony Brook dia nanao ny fanandraman-dry zareo tamin'ny sehatra iray ahitana atôma faran'izay mangatsiaka ao anaty mason-tsivana optika, faritra mety ho toy ny vata atody voaforon'ny onjam-pahazavana mijoro. Nampiasa fitaovana vacuum natokana ahitana laser isan-karazany sy sehatra fanaraha-maso ary miasa amin'ny maripanan'ny nanokelvin izy ireo, ka nametraka scenario iray izay ahitana ireo atôma voafandrika ao amin'ny “fitafiana” makarakara miaraka amin'ny rahon'ny fientanentanana banga vita amin'ny onjan-javatra marefo.
Hitan'ny ekipa fa, vokatr'izany, ny poti-polaritônika dia lasa mihetsika kokoa. Ny mpikaroka dia afaka nanadihady mivantana ny firafitry ny anatiny tamin'ny alalan'ny fanozongozonana moramora ny mason-tsivana, ka nahazo ny anjara asan'ny onjam-javatra sy ny fientanam-po amin'ny atoma. Rehefa avela irery, dia mitsambikina amin'ny mason-tsivana ireo polariton onja-maso, mifandray amin'ny tsirairay, ary mamorona dingana marin-toerana amin'ny raharaha quasiparticle.
"Tamin'ny andranay dia nanao simulation quantum ny rafitra exciton-polarion amin'ny fitondrana vaovao," hoy ny fanazavan'i Schneble. “Ny fikatsahana ny fanatanterahana izany analogue’ simulations, which in addition areAnalog` amin'ny heviny fa ny mari-pamantarana mifandraika amin'izany dia azo alefa an-kalalahana, amin'ny tenany manokana dia misy lalana manan-danja ao anatin'ny QIST.
Reference: "Formation of matter-wave polarisons in a optical lattice" nataon'i Joonhyuk Kwon, Youngshin Kim, Alfonso Lanuza ary Dominik Schneble, 31 martsa 2022, Fizika voajanahary.
DOI: 10.1038/s41567-022-01565-4
Ny fikarohana Stony Brook dia nahitana mpianatra nahazo diplaoma Joonhyuk Kwon (amin'izao fotoana izao dia postdoc ao amin'ny Sandia National Laboratory), Youngshin Kim, ary Alfonso Lanuza.
Ny asa dia novatsian'ny National Science Foundation (fanomezana # NSF PHY-1912546) miaraka amin'ny vola fanampiny avy amin'ny SUNY Center for Quantum Information Science ao Long Island.
