&bala; Física 17, s130
A observação de um atraso de fótons nunca antes visto na produção de luz quântica tem implicações para o desenvolvimento de tecnologias quânticas.
Na óptica quântica, os cientistas normalmente criam fótons emaranhados usando a chamada conversão paramétrica espontânea. Neste processo, fótons individuais são convertidos em pares de fótons emaranhados quando a luz incide sobre um cristal especialmente projetado. Agora, Guillaume Thekkadath, do Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá, e seus colegas identificaram um atraso entre os tempos de detecção de cada fóton emaranhado que depende da intensidade da luz que atinge o cristal (1). Essa descoberta pode afetar o projeto de computadores quânticos e sensores quânticos porque essas tecnologias geralmente exigem fótons cronometrados com precisão.
Os pesquisadores descobriram o atraso teoricamente. Eles analisaram a conversão descendente paramétrica espontânea usando a teoria de perturbação além da normalmente considerada primeira ordem. Eles então desenvolveram um modelo numérico do processo de geração de fótons que disponibilizaram publicamente para outros cientistas. Por último, eles verificaram experimentalmente suas previsões construindo uma configuração na qual os tempos de detecção foram medidos com precisão por interferometria.
Os pesquisadores descobriram que, para luz de entrada de baixa intensidade, o fóton inicial viaja até a metade do cristal, em média, antes de ser convertido em um par emaranhado. Devido aos seus diferentes comprimentos de onda e polarizações, cada fóton neste par se propaga em velocidades diferentes através do resto do cristal, levando a um atraso relativamente longo entre os tempos de detecção. Em comparação, para luz de entrada de alta intensidade, o fóton inicial normalmente penetra mais próximo da extremidade do cristal. Os fótons em cada par têm uma distância menor para percorrer o cristal, resultando em um atraso menor. Os pesquisadores dizem que, embora esse atraso possa ser compensado em configurações ópticas de grande escala, ele apresenta complicações para sistemas on-chip.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é editor correspondente da Revista Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
- G. Thekkadath e outros.“Atraso de grupo induzido por ganho na conversão descendente paramétrica espontânea,” Física. Rev. 133203601 (2024).
