Uma novidade técnica com fótons emaranhados acaba de dar origem à primeira aparição do mundo. Os físicos superaram uma limitação significativa da holografia tradicional usando a mecânica quântica para codificar com sucesso informações dentro de um holograma.

Isso pode resultar em uma atualização significativa da holografia, de fins de entretenimento a aplicações mais sérias, uma vez que imagens médicas.

“A holografia clássica faz coisas muito inteligentes com a direção, cor e polarização da luz, mas tem limitações, uma vez que interferência de fontes de luz indesejadas e uma poderoso sensibilidade a instabilidades mecânicas.” disse o físico Hugo Defienne da Universidade de Glasgow, na Escócia.

“O processo que desenvolvemos nos liberta dessas limitações da conformidade clássica e introduz a holografia no reino quântico. O uso de fótons emaranhados oferece novas maneiras de produzir hologramas mais nítidos e detalhados, abrindo novas possibilidades para aplicações práticas da técnica.”

Hologramas são alguma coisa que muitas pessoas veem todos os dias. Em termos simples, eles são feitos pela manipulação da luz para produzir uma representação bidimensional de uma imagem tridimensional.

Eles são usados ​​para fins de segurança em bilhetes, cartões bancários e passaportes, mas suas aplicações variam muito, desde arte e entretenimento até navegação imagem médica.

Os usos potenciais também são empolgantes. O armazenamento de dados ainda está funcionando. Quando os problemas são resolvidos, a memória holográfica pode ser a próxima grande novidade no armazenamento de dados de subida capacidade.

Para produzir um holograma da maneira tradicional, um lio de luz laser é dividido em dois. Na manadeira, os dois feixes são consistentes; ou seja, a frequência i Estágio eles são os mesmos. Um lio, denominado lio de objeto, é refletido no objeto a ser representado. Esta luz refletida é direcionada para uma placa de coleta.

O outro lio, denominado lio de referência, é unicamente direcionado diretamente para a placa de coleta. Nesse ponto, os dois feixes se misturam e criam um padrão de interferência. A diferença de período entre os dois feixes é o que permite que você crie um holograma.

Defienne e sua equipe usam uma feitio semelhante, com um lio de luz laser dividido. Mas, em vez de direcionar os dois feixes para uma única placa de coleta, eles tentaram tirar vantagem deles emaranhamento quântico. Isto é um fenômeno pelo qual os pares de partículas – neste caso, os fótons (partículas de luz) – unem-se para que as ações realizadas em um afetem o outro, mesmo a uma pausa significativa.

Os fótons entrelaçados podem ser criados pelo cintilação de uma luz laser de subida pujança por meio de beta emparelhado borato de bário placas de cristal. Isso divide o fóton em dois fótons emaranhados, cada um com metade da pujança do original. portanto foi isso que a equipe fez, começando com um laser azul violeta.

Um lio, de contrato com a holografia tradicional, foi direcionado a um objeto antes de ser captado por uma câmera do dedo megapixel. No entanto, o outro lio enredado de fótons foi direcionado a um modulador de luz espacial, que diminuiu a velocidade dos fótons à medida que passavam, antes de ser captado por uma segunda câmera.

Essa ligeira desaceleração alterou a período dos fótons, em relação ao lio do objeto. Isso significava que os dois feixes não precisavam se sobrepor: o holograma é criado medindo-se as correlações entre as posições dos fótons emaranhados nas duas câmeras. Finalmente, quatro hologramas são combinados para obter uma imagem de período de subida solução.

(Universidade de Glasgow)

“Muitas descobertas importantes em física quântica óptica nos últimos anos foram feitas usando sensores simples de pixel único. Eles têm a vantagem de serem pequenos, rápidos e acessíveis, mas sua desvantagem é que eles capturam unicamente dados muito limitados sobre o” estado do fótons emaranhados envolvidos no processo. Tempo incrível seria necessário para ocupar o nível de pormenor que podemos ocupar em uma única imagem. ” explicou o físico Daniele Faccio da Universidade de Glasgow.

“Os sensores CCD que usamos nos fornecem uma solução de jogo sem precedentes, de até 10.000 pixels por imagem de cada fóton enredado. Isso significa que podemos medir a qualidade do seu emaranhamento e a quantidade de fótons nos feixes com notável precisão. “

A equipe usou sua novidade técnica para gerar hologramas do logotipo da Universidade de Glasgow, muito uma vez que itens tridimensionais reais, uma vez que uma tira de fita escocesa e segmento da pena de um pássaro. outrossim, o rosto sorridente que você vê na imagem da capote.

Isso demonstra o uso potencial da técnica para medir estruturas biológicas. Pode até permitir um novo tipo de microscopia com um vasto campo de visão, entre outros usos potenciais.

“Uma dessas aplicações poderia ser a imagem médica, onde a holografia já é usada em microscopia para examinar detalhes de amostras delicadas que muitas vezes são quase transparentes.” Defienne disse.

“Nosso processo nos permite produzir imagens de subida solução e reles sonido, o que pode ajudar a revelar detalhes mais sutis das células e nos ajudar a aprender mais sobre uma vez que a biologia funciona no nível celular.”

A pesquisa foi publicada em Física da natureza.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!