Uma nova descoberta ajudará a avançar no desenvolvimento de dispositivos quânticos

A física quântica, cujos fenômenos muitas vezes são impossíveis de imaginar, está cheia de instrumentos para a realização de experimentos. Cientistas do Instituto de Ótica Quântica. Max Planck, que criou o espelho mais leve do mundo, feito de um metamaterial bidimensional, capaz de lançar enigmas sobre a interação dos fótons com a matéria e sobre a própria física dos fótons.

Parte da configuração para criar um nano espelho (Instituto Max Planck de Quantum Optics)

Foram necessárias até duas toneladas de equipamento científico convencional para criar o espelho mais leve do mundo, com apenas algumas centenas de átomos de rubídio. Nesse caso, as dimensões do espelho criado são de cerca de sete mícrons de diâmetro e várias dezenas de nanômetros de espessura. Para obter essa microestrutura, que não pode ser vista a olho nu, era necessário todo um complexo de medidas complexas.

Para começar, os átomos de rubídio-87 foram resfriados no processo de resfriamento a laser, durante o qual o bombardeio de átomos de matéria com fótons levou à desaceleração. Então, com a ajuda do resfriamento evaporativo, a temperatura dos átomos foi reduzida ainda mais – para –263 ° C (até 10 nanokelvin). Finalmente, usando um campo magnético direcionado, os átomos de rubídio resfriados foram organizados em uma estrutura ordenada na forma de uma rede bidimensional. O resultado é um plano com as propriedades refletivas mais destacadas da história.

Para criar um espelho com um diâmetro de sete mícrons, foram necessárias 2 toneladas de equipamento (Instituto Max Planck de Quantum Optics)

Os cientistas testaram experimentalmente o trabalho de uma superfície refletora artificial enviando um feixe polarizado de fótons e registrando a luz refletida. Curiosamente, antes da reflexão, os fótons são refletidos repetidamente a partir dos átomos do material do espelho, o que torna possível amplificar a radiação para trás. Assim, o novo material promete se tornar uma nova e poderosa ferramenta no estudo dos fenômenos quânticos-fótons, o que pode levar ao aparecimento de um transistor quântico (comutador) e da memória quântica.