I Ricercatori Creano i Fotoni Impigliati dai Punti di Quantum

Published on November 17, 2009 at 5:29 PM

Per sfruttare il mondo di quantum pienamente, un prodotto chiave è intrico- spettrale, distanza-sfidando il collegamento che può formarsi fra gli oggetti quali gli atomi anche quando completamente sono protetti l'uno dall'altro. Ora, i fisici all'Istituto Unito di Quantum (JQI), un'organizzazione di collaborazione del National Institute of Standards and Technology (NIST) e l'Università del Maryland, hanno sviluppato una sorgente nuova di promessa dei fotoni impigliati facendo uso dei punti di quantum tweaked con un laser. La tecnica di JQI può qualche giorno permettere alle sorgenti più compatte e più convenienti delle paia impigliate del fotone che attualmente disponibile per le applicazioni di informazioni di quantum quale la distribuzione “del quantum imposta„ per la cifratura dei messaggi sensibili.

I punti di Quantum sono bit del nanometro-disgaggio del semiconduttore-così piccoli che le cariche elettriche nei punti sono limitate in tutte le direzioni. Possono essere fatti per emettere fotone-essere-dal pompaggio nell'energia per creare i cosiddetti “eccitoni,„ un accoppiamento di un elettrone e “il foro senza elettrone.„ Quando l'elettrone cade nuovamente dentro il foro, l'energia in eccesso è rilasciata come fotone. I punti di Quantum possono anche ospitare “il biexciton ancor più instabile,„ composto di due elettroni e di due fori.

Quando un biexciton di breve durata si decompone, subisce due cali nell'energia, analoga a discendere due gradini di una scala e un fotone è rilasciato in ogni fase. I Fisici lungamente stanno provando ad usare questo trattamento per ottenere le paia dei fotoni impigliati dai punti di quantum. Che Cosa permette l'intrico è che il biexciton potrebbe decomporrsi lungo una di due vie possibili, analogo a due scale differenti quegli entrambe ottengala alla terra. Durante la sua discesa rilascia un paio dei fotoni con un genere differente di polarizzazione (direzione del campo elettrico) secondo la scala che discende. Se il calo di energia in ogni fase è esattamente lo stesso in entrambe le vie, di modo che le scale sembrano identiche, le vie diventano indistinguibile-e di conseguenza il biexciton rilascia i fotoni con i valori indeterminati di polarizzazione. Misurando un fotone sia determinerebbe la sua polarizzazione che immediatamente definirebbe il suo marchio di garanzia dei partner-un dell'intrico.

Ma le imperfezioni all'interno della struttura del punto di quantum creano le differenze nei livelli energetici (altezze del gradino) fra le due vie, rendente li distinguibili e creanti i fotoni con le polarizzazioni predeterminate e ben definite. Eccetto nelle istanze rare, questo sostiene anche per i punti affidabili e ampiamente da costruzione dell'arsenuro di gallio (InGaAs) dell'indio che il Muller di Andreas del ricercatore di JQI ed i suoi colleghi hanno creato al NIST. Il Muller ed i suoi colleghe hanno risolto questo problema irradiando un laser al punto di quantum. Il campo elettrico del laser sposta i livelli energetici in una delle vie in modo che le due vie abbinino su, con conseguente emissione dei fotoni impigliati.

I fotoni Impigliati sono venuto dai diversi punti di quantum prima, ma sono stati macchiati cercando per i punti in grandi campioni di cui le imperfezioni casualmente hanno dato alle due vie la struttura identica di energia. La guida Glenn Solomon del gruppo di JQI dice che questa tecnica dell'intrico potrebbe lavorare per un'ampia varietà di punti di quantum. Sebbene i punti debbano essere raffreddati alle temperature criogeniche, aggiunge che i punti di quantum potrebbero offrire i vantaggi come sorgenti dell'intrico sopra le loro controparti di cristallo convenzionali poichè sono meno ingombranti e possono produrre convenientemente un paio dei fotoni impigliati per volta, invece nei mazzi.

* A. Muller, W.F.Fang, J. Lawall e G.S. Solomon. Creazione dei fotoni polarizzazione-impigliati da un punto di quantum. Imminente nelle Lettere Fisiche di Rassegna.

Last Update: 13. January 2012 12:00

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