Ein Team von Quantentheoretikern in Australien hat gezeigt, wie man eine Grenze durchbricht, von der angenommen wird, dass sie 60 Jahre lang eine grundlegende Grenze für die Kohärenz von Lasern darstellt, gemäß a aktuelles Papier in der Zeitschrift veröffentlicht Naturphysik .
VERBINDUNG: EIN IN-DEPTH-BLICK AUF DIE QUANTUM-THEORIE VON MAX PLANCK
Quantenforscher überschreiten die 60 Jahre alte Lasergrenze
Laserstrahl Kohärenz umfasst die Anzahl der Photonen - auch als Lichtteilchen bezeichnet -, die nacheinander mit denselben Phasen in den Strahl emittiert werden - mit anderen Worten, während alle zusammen winken. Dies beeinträchtigt die Fähigkeit des Lasers, mehrere Präzisionsaufgaben auszuführen, z. B. die Steuerung aller Komponenteneines Quantencomputers, entsprechend zu Phys.org
In der jüngsten Arbeit haben die Forscher der Griffith University und der Macquarie University ein Mittel entdeckt, um diese Kohärenz dank der Quantentechnologie wesentlich größer zu machen als bisher angenommen.
"Die konventionelle Weisheit geht auf eine berühmte Arbeit der amerikanischen Physiker Arthur Schawlow und Charles Townes aus dem Jahr 1958 zurück", sagte Professor Wiseman, Projektleiter und Direktor des Griffith-Zentrums für Quantendynamik.
Annahmen aus dem Laserexperiment von 1958 waren falsch
Alle Physiker dahinter Die Zeitung von 1958 erhielt später einen Nobelpreis für ihre Arbeit mit Lasern.
"Sie haben theoretisch gezeigt, dass die Kohärenz des Strahls nicht größer sein kann als das Quadrat der im Laser gespeicherten Photonen", fügte Wiseman hinzubilden den Strahl. "
Als die ersten Experimente durchgeführt wurden, waren die Annahmen sinnvoll, erklärte Wiseman. Obwohl sie heute noch auf die meisten Laser angewendet werden, werden sie für das Studium der Quantenmechanik nicht benötigt.
Neues Quantenmodell erreicht obere Lasergrenze
"In unserer Arbeit haben wir gezeigt, dass die wahre Grenze der Quantenmechanik darin besteht, dass die Kohärenz nicht größer sein kann als die vierte Potenz der Anzahl der im Laser gespeicherten Photonen", sagte Dominic Berry, Associate Professor an der Macquarie University.
"Wenn die gespeicherte Anzahl von Photonen groß ist, wie es normalerweise der Fall ist, ist unsere neue Obergrenze viel größer als die alte", fügte er hinzu. Und die neue Grenze ist erreichbar, sagte der Forscher Nariman Saadatmand, der bei Wiseman arbeitetGruppe.
"Durch numerische Simulation haben wir ein quantenmechanisches Modell für einen Laser gefunden, das die theoretische Obergrenze für die Kohärenz in einem Strahl erreicht, der ansonsten nicht von dem eines herkömmlichen Lasers zu unterscheiden ist", sagte Saadatmand.
Superlaser sind noch weit vom allgemeinen Sehen entfernt
Laut Travis Baker, einem Doktoranden, der an dem Projekt an der Griffith University arbeitet, werden wir die neuen Superlaser wahrscheinlich noch lange nicht sehen. "Aber wir beweisen, dass es möglich ist, sie zu konstruierenunser wirklich quantenbegrenzter Laser mit supraleitender Technologie. Dies ist die gleiche Technologie, die auch in den derzeit besten Quantencomputern verwendet wird, und unser vorgeschlagenes Gerät kann auf diesem Gebiet Anwendung finden. "
Quantenmechanik ist ein sehr paradoxes Feld, das die Art und Weise, wie wir nicht nur das Universum, sondern auch die Technologie betrachten, ständig verändern kann. Obwohl niemand einen Superlaser von der Stange ablehnen würde, scheint es eine lange Zeit zu dauern, bis er wirdeine Wirklichkeit.