I ricercatori della Eindhoven University of Technology possono ora per la prima volta controllare a distanza una sorgente di luce in miniatura su scale temporali di 200 trilionesimo di secondo. Hanno pubblicato i risultati nel settembre 2014 sulla rivista online Nanotecnologia della natura . Fisici del gruppo di fotonica e nanofisica dei semiconduttori di Eindhoven, sotto la guida del prof. Andrea Fiore, hanno sviluppato un modo per controllare a distanza le sorgenti luminose su nanoscala in un lasso di tempo estremamente breve. Queste sorgenti luminose sono necessarie per poter trasmettere informazioni quantistiche.

I ricercatori hanno inciso un cristallo fotonico attorno a diversi punti quantici in uno strato di semiconduttore. I punti quantici sono piccole strutture che emettono luce spontaneamente come conseguenza di processi atomici. Se un breve impulso laser viene sparato al cristallo fotonico, il suo indice di rifrazione viene modificato e il punto quantico subisce un cambiamento nel campo elettromagnetico che lo circonda. Questo cambiamento può accelerare o rallentare l'emissione di luce del punto. Non appena l'indice di rifrazione riprende il suo valore abituale, il punto emette luce di nuovo nel modo normale.

Flash di luce ultracorto

Utilizzando questa tecnica l'emissione spontanea di luce da parte del punto può essere attivata e disattivata a piacimento. La caratteristica più sorprendente di questo metodo è che la durata del lampo di luce può essere notevolmente inferiore alla durata naturale di un punto come una sorgente di luce. In questo articolo i ricercatori descrivono un esperimento in cui l'impulso luminoso era lungo 200 picosecondi (trilionesimi di secondo). Sulla base della teoria sottostante, i ricercatori si aspettano di essere in grado di ridurre di un altro fattore dieci questi impulsi luminosi. Per di più, i ricercatori hanno dimostrato che l'emissione della sorgente luminosa potrebbe essere controllata utilizzando un impulso laser a una distanza relativamente ampia dalla sorgente.

Informazioni quantistiche

Questo risultato è importante per la trasmissione di informazioni quantistiche, Per esempio. Ciò richiede sorgenti luminose in grado di emettere singoli fotoni (particelle di luce). Essere in grado di controllare le proprietà dipendenti dal tempo di questi fotoni è importante per lo scambio di informazioni quantistiche tra le diverse parti. Il metodo ora proposto per il controllo remoto della sorgente luminosa lo rende possibile senza influenzare le altre proprietà dei fotoni emessi.