¿Se puede capturar un solo fotón?
Ingenieros de la Universidad de California (UC) en San Diego han demostrado una nueva forma de capturar luz de manera efectiva, utilizando un dispositivo metamaterial compuesto por una guía de ondas de metal rectangular y una cerámica que dispersa la luz para detener la luz y hacer dura más. El tiempo se retiene en la cavidad óptica. Esta investigación ha superado un problema importante en la nanoóptica actual. Los investigadores están buscando formas de capturar la luz y utilizarla como circuitos informáticos ópticos y microinterruptores. El artículo relevante fue publicado en la reciente "Physical Review Letters Series B".
Los investigadores aprovecharon un fenómeno llamado estados ligados en el continuo óptico (BIC), que se descubrió por primera vez en los primeros días de la investigación de la mecánica de ondas cuánticas. Para ralentizar la luz o incluso detenerla en algún lugar, se necesita una cavidad óptica para capturar la luz, al igual que capturar el sonido en una cavidad. Las ondas se reflejan continuamente en las paredes de la cavidad e intentarán escapar mientras haya agujeros. Sin embargo, la mayoría de las cavidades ópticas actuales tienen muchas lagunas. La capacidad de una cavidad óptica para retener la luz se mide mediante el indicador de calidad Q. Cuanto mayor sea el valor Q, menos luz se filtrará.
Según un informe de Physicist Organization Network del 11 de diciembre (hora de Beijing), diseñaron un dispositivo BIC metamaterial compuesto por una guía de ondas de metal rectangular y cerámica que dispersa la luz. Esta cavidad óptica BIC no limita el tamaño ni el número de orificios para que escape la luz, pero puede producir interferencias destructivas para las ondas de luz. Aunque se permite que la luz escape, las numerosas ondas que escapan a través de diferentes canales se anulan entre sí. "En resumen, BIC puede mejorar el valor Q de la cavidad óptica". Dijeron los investigadores
Otros científicos están explorando el uso de BIC para capturar la luz, pero los materiales utilizados para fabricar la cavidad óptica, como el Los cristales fotónicos son relativamente grandes y están diseñados para ser proporcionales a la luz de la misma longitud de onda. Kanter dijo que su nuevo dispositivo marca la primera vez que se observa BIC en un metamaterial que contiene cavidades más pequeñas. "Si quieres construir dispositivos fotónicos compactos en el futuro, necesitarás poder almacenar luz en sistemas de sublongitudes de onda."
¿Sabes qué son los fotones? ¿Guang tiene un hijo? Todo el mundo recibe sol y luz todo el tiempo bajo el sol todos los días, pero ¿dónde está la luz que obtiene el cuerpo? Algunas personas dicen que los fotones no tienen masa en reposo sino masa en movimiento. Cuando una persona obtiene luz, ¿se transfiere la masa en movimiento del fotón al cuerpo humano? Es difícil detectar los fotones obtenidos por el cuerpo humano, entonces, ¿qué pasa si la luz de la bombilla sigue actuando sobre la lámpara? ¿Por qué los fotones pueden atravesar una bombilla pero no un espejo? Una gran cantidad de fenómenos naturales nos obligan a pensar profundamente sobre la realidad partícula de la luz. ¿Tiene la luz partículas? Hasta ahora, nadie en el mundo ha visto cómo son los fotones y nadie puede capturarlos, y mucho menos producir muestras físicas de fotones. ¿Por qué?
La velocidad de la luz es demasiado rápida, y la masa de un solo fotón es muy pequeña. Actualmente, los humanos no tenemos equipo especial para capturar un solo fotón. Ahora bien, sea cual sea el equipo que uses para capturarlo. Inmediatamente golpeará el equipo y desaparecerá, por lo que ahora no se pueden capturar fotones individuales.
En cuanto a si en el futuro se podrán capturar fotones individuales, depende de los futuros científicos.
Por supuesto, se pueden capturar fotones individuales en el experimento de doble rendija de fotones, los fotones se emiten uno por uno y la barrera los recibe uno por uno. Este es un proceso de captura. Sin embargo, todo lo capturado son los estados colapsados de fotones individuales y los fotones en estados de superposición no se pueden capturar.