Поместив атомы иттебрия в оптический резонатор и направив на него лазер, физики из США обнаружили новый оптический феномен «коллективно-индуцированной прозрачности». Оказывается, на определенных частотах группы атомов резко прекращают отражать лучи света и просто пропускают свет сквозь себя.

Анализ неожиданно возникающей прозрачности, проведенный учеными из Калифорнийского технологического института, показал, что этот феномен — результат взаимодействия в резонаторе группы атомов и света. Он родственен феномену деструктивной интерференции, при котором волны одного и более источников нейтрализуют друг друга. Группы атомов постоянно абсорбируют и повторно излучают свет, что приводит обычно к отражению. Однако на частотах коллективно-индуцированной прозрачности возникает баланс переизлученного света каждого атома в группе, что и приводит к отсутствию отражения, рассказывает Phys.org.

«При помощи традиционных методов квантово-оптических измерений мы обнаружили, что наша система достигла неизученного режима, открывающего новую физику», — сказал Рикуто Фукумори, один из исследователей.

Помимо любопытного феномена прозрачности исследователи наблюдали также, что группа атомов поглощает и излучает свет лазера либо намного быстрее, либо намного медленнее, чем один атом, в зависимости от интенсивности лазера. Эти процессы еще плохо изучены из-за большого количества квантовых частиц, участвующих в них.

Несмотря на то, что это исследование в основном относится к фундаментальной физике, однажды оно может привести к появлению более эффективной квантовой памяти, которая хранит информацию в группах связанных между собой атомов. Кроме того, эти экспериментальные системы помогают разобраться в том, как лучше соединить квантовые компьютеры будущего.