I campi di controllo Ea(t), Eb(t), Ec(t), Ed(t) ed Ee(t) inducono la stessa risposta ottica non lineare Y (t) su:sistemi quantistici chiusi (a) e (b), (c) un sistema quantistico aperto, (d) un sistema classico chiuso e (e) un sistema classico aperto. In (a) e (b), il sistema è un atomo di idrogeno inizialmente preparato nel terreno e nei primi stati eccitati, rispettivamente. Eb(t), Ed(t) e Ee(t) sono scalati per il confronto con il primo campo E(t) che viene applicato a un modello di un atomo di argon per produrre gli spettri dipolari indotti Y (t) , che viene utilizzato per il monitoraggio nei casi rimanenti. Credito:arXiv:1611.02699 [quant-ph]
(Phys.org) — Un team di ricercatori della Princeton University ha trovato un modo per far sì che qualsiasi atomo mimi le emissioni di luce di qualsiasi altro atomo. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il team rivela come hanno scoperto questo trucco e suggerisce alcune applicazioni che potrebbero trarre vantaggio dal suo utilizzo.
Scienziati in una varietà di campi misurano la luce emessa dagli atomi quando i loro elettroni si muovono tra i livelli di energia per identificare la presenza di un elemento:astronomi, Per esempio, può rilevare la presenza di argon in una stella notando la firma unica di luce che emette. Ma si scopre che in determinate circostanze, gli atomi possono essere indotti a impersonare altri atomi. In questo sforzo, i ricercatori hanno scoperto che manipolando la luce che veniva sparata su un dato atomo, potrebbero far sì che l'atomo emetta la firma di qualsiasi altro atomo.
Potrebbero causare un atomo di argon, come solo un esempio, per emettere la stessa lunghezza d'onda della luce di un atomo di idrogeno modellando l'impulso di luce laser che è stato sparato sull'atomo. Ma ancora più importante, la stessa tecnica potrebbe essere utilizzata anche per controllare lo stato quantistico dell'atomo mirato. Usare la luce per far fare le cose agli atomi non è nuovo, Certo; è stato utilizzato il controllo quantistico, Per esempio, per far reagire le sostanze chimiche nei modi desiderati per un po' di tempo. Ma usare la luce per controllare lo stato di un atomo potrebbe fornire la base per nuove applicazioni:molecole che emettono colori diversi, Per esempio, distinguerli nei processi biologici.
I ricercatori sono partiti dall'idea di controllare lo stato di un atomo usando la luce costruendo un modello che dimostrasse che un singolo impulso di luce può provocare uno qualsiasi di un numero infinito di stati atomici, alcuni dei quali sarebbero ionizzati e cambiando lo stato di un atomo in un certo modo, è stato notato, potrebbe causare un cambiamento nella lunghezza d'onda della luce emessa. Per calcolare quale forma di impulso produrrebbe la lunghezza d'onda desiderata, i ricercatori hanno utilizzato l'equazione di Schrödinger. Va notato che l'idea è ancora teorica; i ricercatori in realtà non hanno indotto nessun atomo a imitare gli altri, il che richiederà il lavoro di un team sperimentale.
Coautori dello studio da sinistra a destra:Renan Cabrera, Herschel Rabitz, Denys Bondar, e Andre Campos Credito:C. Todd Reichart, Dipartimento di Chimica dell'Università di Princeton
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