Wissenschaftler haben eine direkte experimentelle Bestätigung erhalten, dass die Zerstörung eines Photons in einem Teil des Lichtstrahls die Form des Strahlprofils nicht ändert (dh "keinen Schatten wirft"), aber seine Helligkeit ändern kann. Bisher wurde dieser Effekt nur in einem vereinfachten Bereich demonstriert, als der Strahl in zwei Kanäle aufgeteilt wurde und die Entfernung von Photonen in einem Kanal zu Änderungen im anderen führte.
Der Artikel der Forscher Direkter Test der Schattenabwesenheit des „Quantenvampirs“unter Verwendung von thermischem Licht, der von einer Gruppe von Physikern am Zentrum für Quantentechnologien der Physikfakultät der Moskauer Staatlichen Universität erstellt wurde, wurde im Optics Letters Journal veröffentlicht.
Um den "Quantenvampir" -Effekt zu bestätigen, haben CCT-Physiker ein Gerät entwickelt, bei dem ein Photon aus dem vampirförmigen Teil des Wärmestrahls entfernt wird. Zum Vergleich wurde die Situation auch berücksichtigt, als die klassische Absorption von Licht in derselben Region auftrat, was dazu führte, dass durchschnittlich ein Photon verloren ging. Wenn sich im klassischen Fall das Strahlprofil änderte und „ein Schatten sichtbar war“, gab es im Quantenfall, als ein Photon zerstört wurde, keinen Schatten.
Denken Sie daran, dass ein "Quantenvampir" ein Effekt ist, bei dem ein Körper, der sich auf dem Weg des Lichts befindet, unter bestimmten Bedingungen "keinen Schatten wirft". Wenn wir uns im Alltag daran gewöhnt haben, dass jedes Objekt, das einem Teil des Lichtstroms im Weg steht, einen Schatten (einen Einbruch der Beleuchtung) verursacht, dann ist in der Quantenwelt ein Objekt so konstruiert, dass es genau ein Photon absorbiert, anstatt "einen Schatten zu bilden". Hinter dem Hindernis gibt es über den gesamten Bereich des Lichtstrahls ein Absinken oder eine Zunahme der Beleuchtung (abhängig von den Eigenschaften der Strahlungsquelle).
Der Effekt ermöglicht ein besseres intuitives Verständnis der Funktionsweise des Photonenvernichtungsoperators, der die Grundlage der Quantenmechanik bildet und praktisch in einer Vielzahl von Anwendungen und Technologien eingesetzt wird. Zum Beispiel kann es verwendet werden, um eine Quantenwärmekraftmaschine oder den photonischen Dämon von Maxwell physikalisch zu simulieren. Die Abspaltung eines Photons ermöglicht es, die Empfindlichkeit von Thermofeldinterferometern zu erhöhen, die Möglichkeiten des optischen Quantencomputers zu erweitern und die Effizienz von Quantenschlüsselverteilungssystemen zu erhöhen.
Zum ersten Mal wurde die Wirkung des "Quantenvampirs" von der Gruppe von Alexander Lvovsky experimentell entdeckt. Die Wissenschaftler führten ein Testexperiment durch, bei dem ein oder zwei Photonen durch einen Strahlteiler in zwei Kanäle aufgeteilt wurden. Anschließend wurde in einem der Kanäle eine bedingte Zerstörung eines Photons realisiert, was dazu führte, dass das Photon in beiden Strahlen gleichzeitig zerstört wurde.
Später haben die CCT-Mitarbeiter in ihrer Arbeit im Jahr 2018 bewiesen, dass dieser Effekt nicht nur für Quantenzustände des Lichts mit einer bestimmten Anzahl von Photonen erfüllt wird, sondern auch für klassisches Licht von einer Wärmequelle, das heißt, es hat keine echte Quantennatur.
