Научный журнал Science опубликовал результаты исследования, проведенного учеными Геттингенского университета, которые объединили свободные электроны и свет с помощью интегрированной фотоники, что должно открыть путь к новому классу гибридных квантовых технологий.
Для совершенствования квантовых технологий ученым часто требуется, чтобы отдельные частицы, такие как фотоны (элементарные частицы света), обладали особыми свойствами. Но это не всегда легко сделать, поэтому физики создали новый метод, который генерирует сразу пару частиц.
Специалистам удалось объединить отдельные свободные электроны и фотоны в электронном микроскопе. Эксперимент проводился в Геттингенском университете, где специалисты направили луч электронного микроскопа через интегрированный оптический чип, который был изготовлен в Швейцарском федеральном технологическом институте в Лозанне. Чип состоит из волоконно-оптического соединения и кольцеобразного резонатора, который накапливает свет, задерживая фотоны, движущиеся по кругу.
Сначала электрон рассеивается в изначально пустом резонаторе, и генерируется фотон. Во время этого процесса электрон теряет часть энергии, которой достаточно для того, чтобы фотон возник почти из ничего в резонаторе. Частицы взаимодействуют и образуют пару.
С электронно-фотонной парой физикам нужно измерить только одну частицу, чтобы получить необходимую информацию о второй частице. Новый метод изменит электронную микроскопию, а квантовая оптика уже использует такие запутанные пары фотонов для улучшения качества изображения. Теперь подобные концепции можно исследовать с помощью электронов.
