اتم را تکان ده تا شانه گیری

منابع نور تک-فوتونی یکی از پرکاربردترین ادوات در فناوریهای کوانتومی محسوب میشوند؛ از مخابرات کوانتومی گرفته تا اندازه گیریهای دقیق و محاسبات کوانتومی. از سوی دیگر ذخیره سازی و بازیابی مطمئن اطلاعات نهفته در فوتونها در حافظه های کوانتومی مساله ای مهم و چالشی است. شانه های فرکانسی اتمی (Atomic Frequency Combs) به عنوان یکی از بهترین راه حل های این مشکل شناخته شده اند. البته با وجود دقت بالا در ذخیره سازی اطلاعات و نیز بازیابی آنها، دارای ابعادی نسبتا بزرگ دارند که چندان مناسب مدارهای مینیاتوری نیست. چرا که از تعداد بسیار زیادی اتم در شرایط خاص ساخته شده اند.
 
در پژوهشی که اخیرا توسط اعضای گروه اپتیک کوانتومی نظری در ژورنال Physical Review Letters به چاپ رسیده نشان داده شده است که میتوان با لرزاندن نسبتا شدید یک اتم، شانه فرکانسی ای با دانه های مرتب و ریز از تک-فوتونها به دست آورد.
در حقیقت هنگامی که درجات آزادی الکترونی یک اتم به شدت به درجه آزادی حرکتی آن جفت میشود گذارهای الکترونی آن اتم آنچنان مدوله میشوند که فوتونهای حاصل از آن در قالب یک شانه فرکانسی، طیفی از قله های منظم، قرار میگیرند. در این پژوهش نشان داده شده است که چنین اتفاقی در مورد یک نقطه رنگی واقع در غشایی از نیترید بور هگزاگونال که نزدیک به سطحی به طور معلق نگاه داشته شده است قابل مشاهده خواهد بود. در این مورد جفت شدگی اتم-ارتعاش توسط نیروی کزیمیر تامین میشود.