Fyzikom sa podarilo pomocou kvantového svetla zosilniť výkon lasera až 20x

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Výkon lasera vzrástol dvadsaťnásobne.

• Kvantový šum slúži ako funkčný zdroj.

• Výskum smeruje k ultrarýchlej optike.

Fyzici z Číny úspešne demonštrovali metódu, ktorá vedie k dvadsaťnásobnému zosilneniu výkonu lasera s využitím kvantového svetla. Tento krok odzrkadľuje silnejúci trend v oblasti kvantovej optiky. Odborníci začínajú nazerať na kvantové fluktuácie inak než v minulosti.

Už ich nevnímajú výlučne ako nežiaduci šum, ktorý je nutné potlačiť. Namiesto toho k nim pristupujú ako k plnohodnotnému funkčnému zdroju pre optické systémy. Tento posun v myslení predstavuje zmenu v dizajne laserov. Tradičný vývoj optických zariadení sa dlhodobo zameriaval na elimináciu akýchkoľvek odchýlok a nestabilít.

Cieľom konvenčných prístupov bolo vždy generovať čistý a stabilný svetelný lúč. Nová čínska štúdia však túto paradigmu mení a využíva samotnú podstatu kvantových javov. Práve to umožnilo dosiahnuť spomínaný dvadsaťnásobný nárast výkonu.

Využitie fluktuácií prináša výsledky, ktoré by klasickými metódami vyžadovali nepomerne viac energie. Hoci je predstavená technika v súčasnosti len vo vysoko experimentálnej fáze, jej dôsledky sú jasné. Naznačuje smerovanie k novej generácii ultrarýchlych optických technológií.

V týchto budúcich systémoch budú starostlivo štruktúrované kvantové stavy svetla hrať rovnako dôležitú rolu ako hrubá intenzita laserového lúča. Vývoj sa tak presúva od zvyšovania výkonu k využitiu fyzikálnych vlastností. Kvantové fluktuácie vznikajú na mikroskopickej úrovni a doteraz boli považované za bariéru pri dosahovaní presnosti.

Tím výskumníkov však našiel spôsob, ako túto vlastnosť premeniť na funkčný prvok. Pracujú so svetlom na úrovni kvantových stavov. Tento prístup si vyžaduje prehodnotenie doterajších teoretických modelov optiky. Význam experimentu spočíva v jeho potenciáli pre aplikácie v praxi.

Ultrarýchle optické technológie sú základom pre telekomunikáciu, spracovanie informácií a meracie prístroje. Zvýšenie výkonu pri zachovaní kontroly nad kvantovými stavmi môže zefektívniť prenos dát. Rovnako to môže viesť k vývoju presnejších senzorov.

Prechod od laboratórnych experimentov k aplikáciám si vyžiada ešte ďalšie testovanie. Fyzici musia overiť, či metóda funguje spoľahlivo aj mimo laboratórneho prostredia. Napriek tomu je zosilnenie dôvodom pre pokračovanie tohto výskumu. Štruktúrované kvantové svetlo tak ukazuje svoje reálne využitie v optike.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Využitie kvantového šumu namiesto jeho potláčania umožňuje efektívnejšie fungovanie a návrh nových optických zariadení.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT