Исследователи из Университета Восточной Финляндии провели изучение взаимодействия фотонов на границах материалов, свойства которых меняются со временем.
Это открытие может оказать значительное влияние на развитие квантовых технологий и стать основой для новой области – «четырехмерной квантовой оптики», как указано в их публикации в журнале «Physical Review Research».
«Четырехмерная оптика» фокусируется на рассеянии света на структурах, которые изменяются как в пространстве, так и во времени, что создает новые возможности для разработки передовых технологий, таких как преобразование частоты, усиление сигналов и управление поляризацией.
Эта область активно развивается и привлекает внимание исследователей по всему миру.
Ранее было установлено, что изменение оптических свойств материалов во времени оказывает значительное влияние на взаимодействие света с двухмерными структурами.
Теперь ученые применили эти принципы к квантовой оптике, изучая взаимодействие квантового света с материалом, свойства которого резко меняются во времени, создавая временной интерфейс подобно границе между воздухом и водой.
Результаты исследования выявили необычные эффекты, включая аннигиляцию пар фотонов, генерацию вакуумного состояния и «замораживание» квантовых состояний, что имеет потенциал применения в квантовых вычислениях и коммуникациях.
Доктор Мирмооса, главный автор работы, подчеркивает, что «четырехмерная квантовая оптика» только начинается, и в дальнейшем планируется исследовать взаимодействие квантового света с периодически изменяющимися структурами, известными как «фотонные временные кристаллы».
Учет дисперсии — задержка реакции материала на внешние воздействия — также может открыть новые аспекты управления квантовыми состояниями света и привести к существенному прогрессу в области «квантовой оптики».
