دستاورد دانشمند ایرانی در فشرده‌سازی نور

به گزارش پارس به نقل از ایسنا، یکی از دیدگاه های غیرمنطقی و عجییب مکانیک کوانتومی این است که حتی در خلا نیز همه چیز بی حرکت نبوده و سطوح پایین اختلال موسوم به نوسانات کوانتومی همیشه وجود دارند.

سیستم جدید امیر صفوی نائینی، فارغ التحصیل موسسه فناوری کالیفرنیا و همکارانش نوع خاصی از نور با نوسانات کمتر موسوم به نور فشرده تولید کرده که برای اندازه گیری های دقیق در سطوح پایین تر نیرو نسبت به میزان مورد نیاز در زمان کار با نور عادی کاربرد دارد.

اگرچه گروه های تحقیقاتی دیگر پیش از این نور فشرده تولید کرده بودند، اما این سیستم جدید که به اندازه یک ریزتراشه سیلیکونی کوچک شده، نور فوق ساکت تولید کرده که می تواند با سهولت بیشتری با انواع کاربردهای حسگر منطبق شود.

در گذشته نور فشرده با استفاده از مواد موسوم به غیرخطی ساخته می شد که دارای خواص نوری غیرعادی بودند. دستاورد جدید محققان برای اولین بار است که نور فشرده را با استفاده از سیلیکون که یک ماده استاندارد بوده، تولید کرده است.

صفوی نائینی اظهار کرد: ما با ماده ای کار می کنیم که از لحاظ ویژگی های نوری بسیار ساده است. ما آنرا با ایجاد سوراخهایی برای ساخت این سازه های مکانیکی، مهندسی سازی کردیم که به شیوه بدیعی به نور واکنش نشان می دهد.

وی افزود: البته سیلیکون ماده ای است که به لحاظ فناوری برای ساخت و ادغام در مواد دیگر بسیار منعطف بوده و کاربردهای زیادی در زمینه الکترونیک دارد.

در این سیستم جدید، یک موجبر به تغذیه نور لیزر در حفره ای که توسط دو پرتو ریز سیلیکونی ساخته شده، می پردازد. نور پس از قرار گرفتن در این حفره به دلیل حفره های مهندسی شده کمی به جلو و عقب گردش کرده که بطور موثری پرتوها را به آینه تبدیل می کند.

هنگامی که ذرات فوتون با این پرتوها برخورد می کنند، باعث لرزش آنها می شوند. در این زمان طبیعت ذره ای نور به معرفی نوسانات کوانتومی پرداخته که بر این لرزشها تاثیر می گذارند.

معمولا چنین نوساناتی بدین معنی است که برای دستیابی به یک خوانش خوب از سیگنال باید نیروی نور را برای غلبه بر اختلال افزایش داد. اما این افزایش نیرو همچنین مشکلات دیگری مانند تولید حرارت بیشتر در دستگاه را به همراه دارد.

بطور ایده آل باید از نور با نیروی کمتر استفاده کرد که سیستم نائینی و همکارانش به همین منظور طراحی شده است. در این سیستم نور و پرتوها با چنان قدرتی با یکدیگر تعامل دارند که پرتوها نوسانات کوانتومی تجربه شده در نور را منتقل می کنند.

در این حالت نوساناتی که پرتوها را می لرزانند، با نوسانات نور تداخل پیدا کرده و بطور موثری یکدیگر را خنثی کرده و اختلال را در نور از بین می برند.

صفوی نائینی اظهار کرد: این نمایشی از گفتمان مکانیک کوانتومی است که بر اساس آن نور نه یک ذره بوده و نه موج، برای درک این تجربه به درک هر دو نیاز است. شما به ذات ذره ای نور برای توضیح این نوسانات کوانتومی و همچنین به ذات موجی نور برای درک این اختلال نیاز دارید.

نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.