สล็อตออนไลน์ นับเป็นครั้งแรกที่นักฟิสิกส์ประสบความสำเร็จในการวัดโฟตอนเดียวกันที่ตำแหน่งต่างกันสองตำแหน่งภายในใยแก้วนำแสง – ทั้งหมดนี้โดยไม่ทำลายโฟตอน เทคนิคใหม่ที่ไม่ทำลายล้างซึ่งพัฒนาโดยนักวิจัยจากสถาบัน Max Planck Institute of Quantum Optics (MPQ) ในเยอรมนี อิงตามหลักการของโพรงไฟฟ้าควอนตัมและสามารถช่วยในการพัฒนาเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมที่ต้องอาศัยการส่งข้อมูล โฟตอน
แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วนักวิจัยจะสามารถตรวจจับโฟตอน
ที่เคลื่อนที่ได้ แต่เครื่องตรวจจับที่พวกเขาใช้จะทำลายโฟตอนที่ถูกวัดอย่างสม่ำเสมอ การวัดควอนตัมแบบไม่ทำลายทางเลือกมีการใช้งานที่สำคัญในหลาย ๆ ด้านของฟิสิกส์ รวมถึงการตรวจจับควอนตัม การคำนวณควอนตัม และการสื่อสารควอนตัม
เครื่องตรวจจับควอนตัมแบบไม่รื้อถอนทีมงานที่นำโดยStephan WelteและEmanuele Distanteได้พัฒนาเครื่องตรวจจับ “quantum non-demolition” (QND) เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เครื่องตรวจจับ QND นี้ประกอบด้วยอะตอมรูบิเดียมเพียงอะตอมเดียวที่เตรียมในสถานะควอนตัมที่รู้จักซึ่งประกอบกับช่องแสงสะท้อนแสง นักวิจัยได้วางเครื่องตรวจจับสองตัวนี้ไว้ห่างกัน 60 เมตรในใยแก้วนำแสง จากนั้นพวกเขาใช้เส้นใยเพิ่มเติมความยาวเล็กน้อยเพื่อเชื่อมต่อเครื่องตรวจจับกับเส้นใยหลัก โดยวาง “เครื่องหมุนเวียน” ที่จุดตัดของเส้นใยเพื่อกำหนดทิศทางการไหลของลำแสงเลเซอร์โฟตอนที่พวกเขาส่งเข้าไปในเส้นใย เมื่อโฟตอนเข้าสู่เครื่องหมุนเวียน โฟตอนจะถูกส่งตรงไปยังเครื่องตรวจจับก่อนที่จะสะท้อนออกมา และนำกลับไปตามเส้นใยหลักในทิศทางเดิม
ปรับปรุงความละเอียดของเวลาตอนนี้ทีม MPQ วางแผนที่จะปรับปรุงการแก้ปัญหาเวลาของกระบวนการตรวจจับของพวกเขา ซึ่งจะช่วยให้ระบุทิศทางการเคลื่อนที่ของโฟตอนที่วัดได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งเป็นข้อมูลที่เข้าถึงได้ด้วยเครื่องตรวจจับ QND เท่านั้น
ช่องที่วุ่นวายช่วยเพิ่มความเสถียรของเลเซอร์กำลังสูง
พวกเขายังหวังว่าจะปรับปรุงระบบของพวกเขาเพื่อให้โฟตอนน้อยลงระหว่างเครื่องตรวจจับทั้งสอง “ระบบที่ไม่ทำลายล้างดังกล่าวสามารถนำมาใช้เพื่อประกาศการสูญเสียโฟตอนในเส้นใยแก้ว” Welte กล่าว “เมื่อตรวจพบการสูญเสียโฟตอนแล้ว โปรโตคอลที่กำหนดสามารถหยุดและเริ่มต้นใหม่ได้ทันทีโดยส่งโฟตอนใหม่เข้าไป” เขากล่าวกับPhysics World “ด้วยวิธีนี้ อัตราของโปรโตคอลจะเพิ่มขึ้น”
แนวคิดคือการสร้างจุดเย็นบนวัสดุเพื่อให้อนุภาคเคลื่อนเข้าหาวัสดุนั้น Jingang Liนักฟิสิกส์จาก The University of Texas at Austin อธิบายว่าเนื่องจากอนุภาคส่วนใหญ่มีอุณหภูมิแบบเทอร์โมโฟบิก พวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนจากบริเวณที่ร้อนไปยังบริเวณที่หนาวเย็น “ดังนั้น พวกเขาจึงสามารถขับเคลื่อนไปยังจุดเย็นนี้ที่สร้างโดยเลเซอร์แล้วติดอยู่ในบริเวณที่หนาวเย็น”
เช่นเดียวกับการหยุดความร้อนสูงเกินไปและความเสียหายจากความร้อน เทคนิคแหนบนี้ยังใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีจุดโฟกัสน้อย ซึ่งช่วยลดความเสียหายจากแสงได้ เนื่องจากไม่ขึ้นอยู่กับแรงทางแสง “เราไม่ต้องการลำแสงเลเซอร์ที่มีโฟกัสสูง เราแค่ต้องสร้างการไล่ระดับอุณหภูมิผ่านการระบายความร้อนด้วยแสง” Li กล่าวกับPhysics World
แหล่งท่องเที่ยวเย็นLi และเพื่อนร่วมงานของเขาได้สร้างซับสเตรตจากผลึกอิตเทรียมลิเธียมฟลูออไรด์ (Yb:YLF) ที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียม เมื่อเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 1,020 นาโนเมตรฉายแสงบนผลึกนาโนเหล่านี้จะมีผลผิดปกติที่เรียกว่าการเรืองแสงที่ต่อต้านสโตกส์ ซึ่งทำให้วัสดุเย็นลง Li อธิบายว่าวัสดุมักจะดูดซับพลังงานโฟตอนและเปลี่ยนเป็นความร้อน แต่คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของ Yb:YLF ทำให้มันปล่อยโฟตอนที่มีพลังงานสูงกว่าที่ดูดซับ หลี่กล่าวว่า “ด้วยปฏิกิริยาอันเป็นเอกลักษณ์นี้ วัสดุจะสูญเสียพลังงาน สูญเสียความร้อนและความเย็น”
เมื่อนักวิจัยฉายแสงเลเซอร์ 1,020 นาโนเมตร
บนพื้นผิวของพวกเขา พวกเขาสังเกตเห็นอุณหภูมิลดลงทันทีที่ประมาณ 7.5 °C ที่ศูนย์ลำแสงเลเซอร์ เมื่อพวกเขาเพิ่มความเข้มของเลเซอร์ อุณหภูมิก็ลดลงไปอีกและการไล่ระดับอุณหภูมิทั่วทั้งวัสดุก็เพิ่มขึ้น
ทีมงานใช้แหนบ opto-refrigerative เพื่อดึงดูด ดักจับ และปล่อยอนุภาคนาโนสไตรีนเรืองแสง 200 นาโนเมตร อนุภาคนาโนถูกวางไว้ในน้ำที่มีน้ำหนักมากเหนือพื้นผิวคริสตัล ซึ่งได้รับการคัดเลือกเนื่องจากมีการดูดกลืนแสงต่ำที่ 1,020 นาโนเมตร พวกเขาพบว่าการไล่ระดับอุณหภูมิให้ช่วงการทำงานที่ค่อนข้างยาวเมื่อเทียบกับแหนบแบบออปติคัล ทำให้สามารถดักจับอนุภาคนาโนที่อยู่ห่างจากลำแสงเลเซอร์ได้มากกว่า 10 µm เมื่อพวกเขาเพิ่มความเข้มของเลเซอร์ อนุภาคนาโนจะจำกัดอยู่ที่ศูนย์ลำแสงเลเซอร์มากขึ้น พวกเขายังดักจับโปรตีนเรืองแสงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน
แสดงตารางรูในแผ่นทองคำบางๆ ที่มีอนุภาคเคลื่อนที่อยู่บนพื้นผิวแหนบแสงขนาดเล็กดักจับวัตถุระดับนาโนเพื่อทดสอบข้อดีของลำแสงเลเซอร์ที่อ่อนลงและอุณหภูมิที่เย็นกว่า นักวิจัยได้เปรียบเทียบเลเซอร์ขนาด 1020 นาโนเมตรแบบเดียวกับที่ใช้เป็นแหนบแบบออปติคัลและแหนบแบบ opto-refrigerative บนอนุภาคนาโนโพลีสไตรีนเรืองแสง พวกเขาพบว่าแหนบแบบออปติคัลแบบเดิมทำให้ความเข้มการเรืองแสงของอนุภาคนาโนลดลง อันเนื่องมาจากการฟอกสีด้วยแสงและการฟอกสีด้วยความร้อน ในขณะที่อนุภาคที่ติดอยู่โดยแหนบแบบ opto-refrigerative นั้นลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
การศึกษาที่ตีพิมพ์ในScience Advancesแสดงให้เห็นว่าใช้แหนบ opto-refrigerative ได้ Li และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังวางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพระบบ ซึ่งจะรวมถึงการปรับปรุงพื้นผิวเพื่อสร้างจุดระบายความร้อนที่สม่ำเสมอมากขึ้น และเพิ่มความสามารถในการดักจับเพื่อลดพลังงานของเลเซอร์ได้อีก
ทางผ่านตัวกลางที่เคลื่อนที่ได้รับการปรับปรุงในศตวรรษที่ 21 โดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาจีนและญี่ปุ่น นักวิจัยได้สังเกตเห็นผลกระทบที่คล้ายคลึงกันโดยการทำงานในทีมอิสระสองทีมโดยที่ plasmon-polaritons – quasiparticles ไฮบริดที่ทำจากโฟตอนและอิเล็กตรอนแบบสั่น – ถูกลากโดยอิเล็กตรอนที่ลอยอยู่ใน graphene (แผ่นคาร์บอนหนาหนึ่งอะตอม) เอฟเฟกต์ใหม่นี้ ซึ่งเด่นชัดกว่าที่ฟิโซพบมากสำหรับแสง เป็นเครื่องมือเพิ่มเติมสำหรับศึกษาผลกระทบที่ไม่สมดุลในของเหลวอิเล็กตรอน และอาจนำไปสู่การปรับปรุงอุปกรณ์โฟโตนิกส์ด้วย สล็อตออนไลน์
