¿Cómo paramos la luz por un minuto?

Answer 1

La siguiente respuesta comparte una cantidad significativa de contenido con mi respuesta a ¿Cómo se detuvo realmente la luz en un minuto récord en la Universidad de Darmstadt?

Vardhan Thigle es incorrecto: la luz se detuvo en realidad. En particular, el fenómeno difiere de la fosforescencia en que los fotones que se emiten después del proceso de almacenamiento son idénticos a los fotones que se almacenaron, solo retrasados ​​en el tiempo. En la fosforescencia, los fotones que se emiten son sustancialmente diferentes de los fotones que fueron absorbidos; por ejemplo, los fotones emitidos suelen ser menos energéticos (es decir, de menor frecuencia y de mayor longitud de onda) que los fotones que fueron absorbidos.

El experimento de Darmstadt utilizó un fenómeno llamado transparencia inducida electromagnéticamente (EIT) para transferir el estado cuántico de un pulso de luz (el “campo de señal”) del campo electromagnético al estado cuántico de una colección de átomos y viceversa. El proceso de almacenamiento y liberación del campo de señal se controla mediante otro campo óptico, que se denomina “campo de control”. Los fotones que comprendían el campo de señal dejan de existir mientras se almacenan en la colección de átomos, por lo que la luz se localiza y se detiene en el medio de almacenamiento. Varios grupos de investigación han realizado varios experimentos de este tipo en los últimos 15 años aproximadamente.

• El primer experimento de luz almacenado publicado fue realizado por un grupo de investigación en Harvard y utilizó los espines atómicos de vapor de rubidio para almacenar el pulso de luz. (Fuente: DF Phillips, A. Fleischhauer, A. Mair, RL Walsworth y MD Lukin, “Almacenamiento de luz en vapor atómico”, Physical Review Letters , vol. 86, no. 5, pp. 783-786, enero. 2001. [En línea]. Disponible: http://arxiv.org/abs/quant-ph/00…)
• El registro de tiempo de almacenamiento anterior de 16 segundos fue logrado por un grupo de investigación en Georgia Tech que usó una red óptica de átomos de rubidio como medio de almacenamiento. (Fuente: YO Dudin, L. Li y A. Kuzmich, “Almacenamiento de luz en la escala de tiempo de un minuto,” Physical Review A , vol. 87, pp. 031 801+, marzo de 2013. [En línea]. Disponible : http://dx.doi.org/10.1103/physre…) Una red óptica es una disposición periódica de átomos en una trampa magneto-óptica (MOT).
• El nuevo registro de tiempo de almacenamiento establecido por el grupo Darmstadt se logró utilizando un cristal dopado con iones de la Tierra rara (específicamente, Y2SiO5 dopado con praseodimio) como medio de almacenamiento. El estado cuántico de los iones de tierras raras se prepara aplicando un campo magnético externo utilizando un imán superconductor. La coherencia del estado cuántico se mantiene utilizando pulsos de radiofrecuencia (rf). Un grupo de investigación de la Universidad Nacional de Australia informó por primera vez que se detuvo la luz en este medio en 2005, pero solo pudieron alcanzar un tiempo de almacenamiento de unos pocos segundos. (Fuente: JJ Longdell, E. Fraval, MJ Sellars y NB Manson, “Luz detenida con tiempos de almacenamiento superiores a un segundo utilizando transparencia inducida electromagnéticamente en un sólido”, Physical Review Letters , vol. 95, no. 6, pp. 063 601+, agosto de 2005. [En línea]. Disponible: http://arxiv.org/abs/quant-ph/05…) El grupo de Darmstadt pudo mejorar el tiempo de almacenamiento al mejorar la configuración del campo magnético externo y la forma de los pulsos rf utilizados para mantener la coherencia del estado cuántico. (Fuente: G. Heinze, C. Hubrich y T. Halfmann, “Detención de la luz y el almacenamiento de imágenes por transparencia inducida electromagnéticamente hasta el régimen de un minuto”, Physical Review Letters , vol. 111, pp. 033 601+, julio . 2013. [En línea]. Disponible: http://dx.doi.org/10.1103/physre…

Answer 2

Esto es una cita errónea. No significa detener la luz como tal, solo significa que la luz queda atrapada, se permite que la luz entre en el cristal mientras era transparente y, de repente, se vuelve opaca. Ahora hay varias formas de atrapar la energía de la luz en un medio y volver a encender la luz. La fosforescencia es un ejemplo de este tipo en el que los átomos absorben fotones y los emiten nuevamente después de un cierto retraso y pérdida. También imagina que hay una sala equipada con espejos perfectos para abrir la puerta, permitir que entre la luz y luego cerrar la puerta, si todo es ideal, la luz permanecerá dentro de esta sala rebotando en los espejos si no se absorbe, después de algunos Tiempo, si abres la puerta de nuevo sale. Ahora, el logro espectacular del artículo que mencionó es que incluso las imágenes se conservaron intactas en ese experimento y que 1 minuto es mucho tiempo. Dicho esto no detuvo a los fotones.