فوتون‌ها هم‌چنان زنده می‌مانند

انجمن فیزیک ایران/ با وارد ساختن ماده‌ی کندکننده‌ی نور، به درون ریزتشدیدگرهای نوری، طول عمر فوتونی را که درون دستگاه در حرکت است، تا چندین مرتبه، افزایش می‌دهد.

در سرسرای زمزمه، زیر گنبد کلیسای جامع سنت پا‌‌ؤل، در لندن، به سبب پایستاری بالای امواج صوتی، در حرکت خود در طول دیوارهای خمیده‌ی دهلیز، نجواها در هر نقطه‌ی آن شنیده می‌شوند. در تشدیدگر «سرسرای زمزمه»سان نیز امواج نوری با پایستاری بالایی در طول حاشیه‌ی دستگاه حرکت می‌کنند. این ساختارها، به سبب چنین ویژگی‌هایی، در برخی از کاربردها مانند میکرولیزرها، از تشدیدگرهای نوری معمولی بهتر عمل می‌کنند. یانیک دومیژ (Yannick Dumeige) از دانشگاه رنس ۱، در فرانسه، و همکارانش در مرکز ملی پژوهش‌های دانش‌بنیاد فرانسه (CNRS) نشان داده‌اند که با وارد کردن ترکیب‌های کند کننده‌ی نور در ریزتشدیدگر «سرسرای زمزمه»سان طول عمر فوتون، در تشدیدگر، تا چند مرتبه‌ی بزرگی افزایش می‌یابد. این شاخصه‌ی تشدیدگر، مدت زمانی را که یک فوتون می‌تواند پیش از جذب یا پراکنده شدن، در دستگاه در حرکت مانده، و در نتیجه حفظ گردد، تعیین می‌کند.


به صورت سنتی،برای افزایش طول عمر فوتون در ریزتشدیدگرها، دیواره‌ها را صیقلی‌تر کرده، از آینه‌هایی باکیفیت‌تر استفاده شده و مواد نوری‌ای با اتلاف پایین‌تر به کار بسته می‌شوند. دومیژ و همکارانش از دری دیگر وارد شدند. با استفاده از یون‌های اربیوم، در ریزکره‌ی شیشه‌ای سازنده‌ی تشدیدگر «سرسرای زمزمه»سان، پدیده‌ای به نام نوسان‌های تجمعی همدوس ایجاد می‌شود. این اثر نوری که در تشدیدگر حرکت می‌کند را آهسته کرده و طول راه نوری را افزایش می‌دهد؛ این گونه طول عمر فوتون از ۲۱۰ پیکوثانیه به زمان بی‌سابقه‌ی ۵/۲ میلی‌ثانیه می‌رسد (تقریبا ۲۵ برابر بزرگ‌تر از زمان‌های به دست آمده‌ی پیشین در تشدیگر «سرسرای زمزمه»سان). با کمک این رویکرد می‌توان حافظه‌های نوری برای ذخیره‌ی بلندمدت فوتون‌ها ساخت.


با کانال تلگرامی «آخرین خبر» همراه شوید

منبع: انجمن فیزیک ایران