p Pesquisadores da Universidade ITMO demonstraram que átomos individuais podem ser transformados em polaritons - partículas quânticas que são uma mistura de matéria e luz, que são transmitidos por meio de fibras ópticas. Neste novo estado da matéria, fótons e átomos formam um acoplamento ultraforte pela primeira vez. Os resultados desta pesquisa podem ser usados ​​para controlar as propriedades da luz e da matéria e para criar memória quântica. O artigo é publicado em Cartas de revisão física . p As propriedades dos materiais podem ser alteradas quimicamente, misturando-os com outras substâncias, ou fisicamente, como quando os metais entram em estados supercondutores durante o resfriamento rápido. Os físicos da Universidade ITMO realizaram transformações semelhantes de uma maneira relativamente nova - usando luz e sujeitando a matéria a feixes de luz de alta intensidade ou criando condições para acoplamento ultraforte entre átomos e fótons, o que resulta em novas partículas conhecidas como polaritons.

p A maneira mais comumente empregada de fornecer condições para um acoplamento ultraforte é usando ressonadores ópticos. Esses ressonadores deixam a luz entrar, mas não deixam os fótons saírem facilmente. Eles são repetidamente refletidos nas paredes internas do ressonador, constantemente interagindo com os átomos internos. Assim, depois de ser bombardeado com fótons, átomos formam ligações ultra-fortes com eles, o que facilita a criação de quasipartículas.

p "Uma das limitações desse método é que os polaritons só podem se formar com a fonte de luz constantemente presente. Isso significa que, quando desligamos a luz, todas as propriedades recém-adquiridas retornarão aos seus estados iniciais. Adicionalmente, mais de um átomo pode caber dentro de um ressonador, o que afeta negativamente o resultado, "explica Ivan Iorsh, professor da Faculdade de Física e Engenharia da ITMO.

p Como parte de um projeto apoiado pela Russian Science Foundation, Os pesquisadores da Universidade ITMO têm, em primeiro lugar, encontrou uma maneira de fornecer uma comunicação mais forte entre a luz e a matéria, e em segundo lugar, para submeter toda uma série de átomos à luz. Por exemplo, eles demonstraram que usar um guia de ondas (fibra óptica) em vez de um ressonador é um método mais promissor de mudar os estados da matéria.

p O principal princípio é válido, mas os átomos estão sujeitos aos fótons no guia de ondas em vez dos do ressonador. Contudo, neste sistema o acoplamento é tão forte que o efeito desejado pode ser alcançado mesmo sem o uso de iluminação externa. O estado de acoplamento ultraforte demonstrado pelos físicos da ITMO resolve parcialmente o problema da memória quântica - sua instabilidade.

p "A memória quântica garante alta segurança das informações armazenadas, mas permanece relativamente frágil. Quando você tenta ler os dados protegidos desta forma, existe a possibilidade de você o perder. Os polaritons são interessantes porque os fótons os tornam perfeitos para armazenar unidades de informação chamadas qubits, enquanto os átomos garantem que eles podem se ligar a outras quasipartículas e nos dão mais oportunidades de controlá-los. Assim, adquirindo quasipartículas de vida longa, podemos aumentar a resiliência do sistema quântico como um todo, "diz Ivan Iorsh.