Um fotodetector converte a luz em um sinal elétrico, fazendo com que a luz se perca. Pesquisadores liderados por Tracy Northup, da Universidade de Innsbruck, agora construíram um sensor quântico que pode medir partículas de luz de forma não destrutiva. Ele pode ser usado para investigar melhor as propriedades quânticas da luz.

A física Tracy Northup está atualmente pesquisando o desenvolvimento da internet quântica na Universidade de Innsbruck. O cidadão americano constrói interfaces com as quais as informações quânticas podem ser transferidas da matéria para a luz e vice-versa. Sobre essas interfaces, Prevê-se que os computadores quânticos em todo o mundo serão capazes de se comunicar uns com os outros por meio de linhas de fibra óptica no futuro. Em sua pesquisa, Northup e sua equipe do Departamento de Física Experimental já demonstraram um método com o qual a luz visível pode ser medida de forma não destrutiva. O desenvolvimento segue o trabalho de Serge Haroche, que caracterizou as propriedades quânticas dos campos de microondas com a ajuda de átomos neutros na década de 1990 e recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2012.

No trabalho liderado pelo pós-doutorado Moonjoo Lee e Ph.D. estudante Konstantin Friebe, os pesquisadores colocam um átomo de cálcio ionizado entre dois espelhos ocos através dos quais a luz laser visível é guiada. "O íon tem apenas uma influência fraca na luz, "explica Tracy Northup." As medições quânticas do íon nos permitem fazer previsões estatísticas sobre o número de partículas de luz na câmara. "Os físicos foram apoiados em sua interpretação dos resultados das medições pelo grupo de pesquisa liderado por Helmut Ritsch, um óptico quântico de Innsbruck do Departamento de Física Teórica. “Pode-se falar neste contexto de um sensor quântico para partículas de luz”, resume Northup, que ocupou o cargo de professor Ingeborg Hochmair na Universidade de Innsbruck desde 2017. Uma aplicação do novo método seria gerar campos de luz personalizados especiais, alimentando os resultados da medição de volta no sistema por meio de um ciclo de feedback, estabelecendo assim os estados desejados.

No trabalho atual em Cartas de revisão física , os pesquisadores se limitaram a estados clássicos. No futuro, este método também pode ser usado para medir estados quânticos de luz. O trabalho foi apoiado financeiramente pelo Austrian Science Fund FWF e pela União Europeia, entre outros.