دانشمندان بخش اندازه‌گيري كوانتومي آزمايشگاه سنجش فيزيكي توانسته‌اند براي اولين بار پالسهاي نوري سريع‌تر از نور را با استفاده از شيوه‌اي موسوم به تركيب چهار موج توليد كرده و دو پالس جداگانه ايجاد كنند كه نقطه اوج انتشار آنها سريعتر از سرعت نور در خلأ است.

به گزارش سرويس فناوري خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، محققان در گزارش خود كه در مجلهPhysical Review Letters منتشر شده، اظهار كردند كه اين شيوه جديد توليد نور سريع منجر به ايجاد پالسي شده كه تا 50 نانوثانيه سريع‌تر بر روي يك سلول 1.7 سانتي‌متري نسبت به سفر نور در خلأ حركت مي‌كند.

اين يافته‌ها مي‌توانند تأثير قابل توجهي بر روي سيستم‌هاي ارتباطات نوري داشته باشند كه در آنها ممكن است كيفيت علائم با افزايش يا كاهش سرعت پالسها ارتقا پيدا كند.

علاوه بر آن، مطالعات بر روي ارتباطات كوانتوم مكانيكي بين پالسهاي بذر و مزدوج به ارائه بينشهاي اساسي در مورد ارتباط كوانتومي با پيامدهاي بالقوه براي پردازش اطلاعات كوانتومي در آينده خواهد پرداخت.

بسياري از شيوه‌هاي توليد پالسهاي سريع‌تر از نور شامل ارسال يك پالس متشكل از چندين طول موج به يك واسطه افزايشي غير خطي هستند. خواص پراكندگي واسطه به بازچيني اجزاي پالس پرداخته تا نقطه اوج آن به سمت جلو قرار گرفته و سرعت بيشتري از نور را براي تمام گروه امواج بدست آورد.

در جهت ديگر، پالسهاي نور كم سرعت مي‌توانند با سازگار كردن شرايط به طوري كه نقطه اوج به سمت عقب قرار گيرد، توليد شوند.

محققان در شيوه تركيب چهار موجي خود به ارسال پالسهاي بذر از نور ليزر به يك سلول داغ شده حاوي واسط افزايشي، بخار اتم روبیدیم و همچنين يك پرتو جهشي جدا در يك فركانس متفاوت از پالسهاي بذر پرداخته‌اند.

پالس بذر در واسط تقويت و نقطه اوج آن تغيير داده شده تا سريع‌تر از نور حركت كند. در همين زمان فوتون‌هاي پرتوها با واسط به تعامل پرداخته و پالس دوم را با عنوان «مزدوج» ايجاد مي‌كنند؛ دليل اين نامگذاري به خاطر ارتباط رياضياتي آن با بذر است.

دانشمندان دريافتند كه نقطه اوج اين پالس نيز از سرعت بيشتري نسبت به حركت پالس مرجع ثابت در خلأ برخوردار بوده و حتي مي‌تواند آهسته‌تر نيز حركت كند.

اين محققان در حال حاضر توانسته‌اند انتقال يك تصوير را با عبور پرتو بذر از ميان يك نقاب پيش از تزريق آن به سلول به نمايش بگذارند.

در كار جديد دانشمندان، تصوير تزريقي با سرعت بيشتري از يك تصوير مرجع از سلول عبور مي‌كند؛ اما در فضا و زمان تحريف مي‌شود.

محققان اين انحراف را به تغييرات در شدت پرتو بذر و خود سلول بخار مرتبط دانسته‌اند.

يكي از راههاي ممكن براي ارتقاي كيفيت تصوير مزدوج، كاهش متغير دما در خود سلول بخار است. اين در حاليست كه محققان بر اين تصور هستند كه افزايش قدرت پمپاژ ليزر و توليد يك پرتو يكنواخت‌تر مي‌تواند اين انحراف را از بين ببرد.

يكي از اولين كاربردهايي كه اين محققان علاقه‌مند به كاوش براي اين سيستم هستند، اختلالات كوانتومي است. اختلال كوانتومي از طريق رياضيات به تعريف اطلاعات كوانتومي مشترك ميان دو سيستم مرتبط مي‌پردازد كه در اين مورد مي‌توان به پالسهاي بذر و مزدوج اشاره كرد. ممكن است افزايش يا كاهش سرعت نور منجر به ورود اختلال در سيستم شده كه مي‌تواند انسجام كوانتومي را كه براي درگيري دو سيستم ضروري بوده، از بين ببرد.

با اجراي سنجشهاي اختلاف كوانتومي ميان پرتوهاي سريع و ثابت، اين محققان اميدوارند بتوانند چگونگي سودمندي اين نور سريع را براي انتقال و پردازش اطلاعات كوانتومي تعيين كنند.

منبع: خبرگزاري ايسنا