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Lasers Mantenha a Poucas Centenas de Átomos para Criar o Menor Óptico de Espelho NextBigFuture.com

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Os físicos do Instituto Max Planck de Óptica Quântica (MPQ), têm feito um óptico do espelho, usando apenas algumas centenas de átomos idênticos. Eles usaram um novo metamaterial feito de uma estrutura única camada. algumas centenas de átomos idênticos. Interferindo feixes de laser realizar duas camadas de átomos em matrizes. Isso vem desde o aparecimento de um novo campo de subwavelength quantum optics com ordenado de átomos. O espelho é o único de seu tipo.

O novo espelho é apenas algumas dezenas de nanômetros, mas fina, o reflexo pode ser visto pelo olho humano. O espelho tem um diâmetro de cerca de sete microns.

A máquina tem mil única componentes ópticos e pesa cerca de duas toneladas.

A natureza, subradiant espelho óptico formado por uma estrutura única camada atômica

Metamateriais propriedades não são de materiais de que são feitos, mas a partir de estruturas específicas, eles são projetados com. As características – o padrão regular e o subwavelength espaçamento – e suas relações recíprocas são os dois importantes mecanismos por trás deste novo tipo de óptica espelho.

1. o padrão regular e o subwavelength o espaçamento entre os átomos de suprimir uma difusa dispersão da luz, da integração de reflexão para um direcional e constante do feixe de luz.

2. devido a relativamente perto e discreta distância entre os átomos, um de entrada de fótons pode saltar para trás e para a frente entre os átomos mais de uma vez antes que está sendo refletido. Ambos os efeitos, a supressão dispersão da luz e a integração dos fótons, levar a uma “melhorada cooperativa de resposta para o campo exterior”, o que significa, neste caso: uma reflexão forte.

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Resumo
Versátil interfaces com forte e ajustável de luz–matéria interações são essenciais para o quantum science1 porque eles permitem o mapeamento de propriedades quânticas entre a luz e a matéria. Estudos recentes têm proposto um método de controle de luz–matéria medicamentosas usando a rica interação de fótons mediada dipolo–dipolo medicamentosas estruturado subwavelength matrizes de quantum emissores. No entanto, um aspecto-chave para esta abordagem, a cooperativa de aprimoramento da luz–matéria de acoplamento força e o direcional reflexo do espelho a luz recebida através de uma matriz de quantum emissores—ainda não foi experimentalmente demonstrado. Aqui vamos relatar a observação direta da cooperativa subradiant resposta de um bidimensional matriz quadrada de átomos em uma óptico em forma de árvore. Observamos um espectral estreitamento do coletivo atômica resposta bem abaixo do quantum limitado de decaimento de átomos individuais em espaço livre. Através espacialmente resolvidos medições espectroscópicas, vamos mostrar que a matriz atua como um eficiente espelho formado por uma única camada única de poucas centenas de átomos. Ajustando o átomo de densidade na matriz e alterando a ordem das partículas, somos capazes de controlar a cooperativa de resposta da matriz e elucidar o efeito da interação de ordem espacial e dipolar interações no coletivo propriedades do conjunto. Bloch oscilações dos átomos fora da matriz nos permitem controlar dinamicamente a refletividade do atômica espelho. Nosso trabalho demonstra eficiente óptico metamaterial engenharia estruturado conjuntos de átomos e abre o caminho para controlar muitos corpo de física com a luz e a luz–matéria interfaces no único nível quântico.

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FONTES – a Natureza, o Instituto Max Planck de Óptica Quântica
Escrito Por Brian Wang, Nextbigfuture.com

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