Контроль зазвичай означає ригідність. Закріпи. Заблокуй. Іди далі.
Але не тут.
Простий поворот змінив усе.
Вчені з Університету технологій Сіднея (UTS) дали квантовому світу новий важіль управління. Це не якийсь екзотичний новий елемент та не гігантський новий колайдер. Це гексагональний нітрид бору (ГНБ чи hBN). І він шаруватий. Як сторінки у книзі. Або скибочки сиру.
Команду очолив професор Ангус Гейл. Він зазначає, що знайти квантові випромінювачі світла – це одне. Використовувати їх — зовсім інше. Довгий час ці крихітні дефекти в кристалах були лабораторними дивовижками. Красиві. Цікавими. Некорисними.
Тепер завдяки повороту вони можуть стати корисними.
Поворот реальності
Ось у чому трюк.
Ви складаєте тонкі шари ГНБ. Потім повертаєте їх.
Чи не фіксуючи намертво. * Багаторазово *.
У більшості експериментів матеріал фіксують під певним кутом скручування та сподіваються, що це спрацює. Ця команда піднімає шари. Повертає їх. Знову складає. Вони поводяться з матеріалом як з регулятором, а не з болтом.
Який результат?
Колосальний зсув у кольорі та довжині хвилі світла, що випромінюється крихітними дефектами всередині матеріалу.
«Ми використовуємо той факт, що цей матеріал… шаруватий. Ми можемо брати шари, складати їх, скручувати… Ви не можете так чинити з алмазом чи карбідом кремнію», — пояснив Гейл.
Діамант? Кремній?
Це жорсткі блоки. Цілісні. Невблаганні. Якщо квантовий випромінювач знаходиться глибоко всередині, ви застрягли з тими властивостями, які притаманні цьому кристалу. З ГНБ ви відшаровуєте шари. Збираєте їх наново. Ви змінюєте взаємодію між ними, просто змінюючи кут.
Це зустріч механічної простоти з квантовою дивністю.
Аналогія з сиром
Гейл ненавидить складні пояснення, якщо простих. Він використовує сирок.
Візьміть цілісний блок. Бажаєте смак? Ріжте глибше. Ризикуєте зруйнувати структуру. Тепер візьміть скибочки. Відокремте один. Поверніть його. Притисніть до іншої скибочки. Ви контролюєте, як вони взаємодіють один з одним.
У цьому різниця між традиційними твердотілими носіями та ГНБ.
Зазвичай, коли ви налаштовуєте квантові системи, зміни є мікроскопічні осциляції. Крихітні корективи. Тут зрушення у випромінюванні було несподівано великим. Більше очікуваного. На порядок більше.
Професор Ігор Ахаронович, який займається дослідженням, виражається відверто. Візьміть два шари. Окремо? Вони майже нічого не роблять. Складіть їх під правильним кутом. Все.
Виникає зовсім нова фізична поведінка.
Нова фізика з нізвідки. Або хоча б із тонкого бору.
Що це означає?
Комп’ютери. Шифрування. Датчики настільки чутливі, що можуть почути шепіт в іншій кімнаті.
Потенційні сфери застосування — стандартна тема для квантових заголовків. Квантові обчислення. Захищений зв’язок. Точність GPS, яка посміюється з нинішніх стандартів. Медична діагностика
Але це відчувається не як сенсація для заголовків, бо як створення інструмента.
У нас є цегла. Тепер ми маємо руки, щоб перемістити їх туди, куди потрібно.
Чи початок це практичної ери квантового світла? Можливо.
Гейл називає це важелем.
Ахаронович бачить нову систему.
Стаття опублікована у журналі Science Advances. «Модуляція, що скручується… і так далі».
DOI: 10.1126/sciadv.c10.021
Чи вирішує це квантову механіку?
Ні.
Чи дає це вченим привід для ентузіазму?
Абсолютно.
Ми змушуємо світло підкорятися поворотам. Або, можливо, він дозволяє нам це зробити.
Важко сказати.
Продовжуйте крутити. 🔄
