Le simulazioni effettuate dai fisici dell'Università di Vienna dimostrano che un singolo fotone può eccitare contemporaneamente due atomi vicini. Questo fenomeno, noto come "trasferimento di energia per risonanza di Förster" (FRET), è stato osservato in esperimenti che coinvolgevano più fotoni, ma questa è la prima volta che è stato dimostrato che si verifica con un singolo fotone.

FRET si verifica quando un atomo eccitato trasferisce energia a un atomo vicino attraverso un processo non radiativo. Il trasferimento di energia è mediato da un fotone virtuale, che in realtà non viene emesso né assorbito. Nel caso del FRET a fotone singolo, il fotone virtuale viene scambiato tra i due atomi simultaneamente, consentendo a entrambi gli atomi di essere eccitati contemporaneamente.

Le simulazioni sono state effettuate utilizzando un modello quantomeccanico di due atomi che interagiscono con un singolo fotone. Il modello ha mostrato che la probabilità del FRET a fotone singolo è molto piccola, ma è comunque abbastanza significativa da poter essere rilevata negli esperimenti.

I ricercatori ritengono che il FRET a fotone singolo potrebbe essere utilizzato per sviluppare nuove tecnologie per l’informatica quantistica e la comunicazione quantistica. Ad esempio, il FRET a fotone singolo potrebbe essere utilizzato per creare un entanglement quantistico tra due atomi, che è una risorsa chiave per l’informatica quantistica.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.