Purdue-Forscher versohlen zusammenführen neuartigen Weg vor, um eine Lichtquelle aus verschränkten Photonen zu erzeugen

Verschränkung ist ein seltsames Phänomen in dieser Quantenphysik, zwischen dem zwei Teilchen unabhängig von dieser Entfernung zwischen ihnen inhärent miteinander verbunden sind. Wenn dies eine gemessen wird, ist dies andere Wasserpegel sofort gegeben. Forscher dieser Purdue University nach sich ziehen zusammenführen neuartigen, unkonventionellen Prozedur vorgeschlagen, um eine spezielle Lichtquelle aus verschränkten Photonen zu erzeugen.

Dasjenige Team schlug eine Methode vor, um verschränkte Photonen zwischen Wellenlängen im extremen Ultraviolett (XUV) zu erzeugen, wo derzeit keine solche Quelle existiert. Ihre Arbeit liefert zusammenführen Fahrplan, wie selbige verschränkten Photonen erzeugt und verwendet werden können, um die innere Kraft von Elektronen in Molekülen und Materialien hinaus den unglaublich kurzen Zeitskalen von Attosekunden zu verfolgen.

„Die verschränkten Photonen in unserer Arbeit kommen garantiert intrinsisch einer sehr kurzen Dauer von Attosekunden an einem bestimmten Ort an, solange sie die gleiche Entfernung zurücklegen“, sagt Dr. Niranjan Shivaram, Assistenzprofessor für jedes Physik und Kosmologie. „Solche Korrelation in ihrer Ankunftszeitpunkt macht sie sehr nützlich, um ultraschnelle Ereignisse zu messen. Eine wichtige Einsatz ist die Attosekunden-Metrologie, um die Säumen dieser Messung von Phänomenen hinaus dieser kürzesten Zeitskala zu erweitern. Solche Quelle verschränkter Photonen kann sogar in dieser Quantenbildgebung und -spektroskopie verwendet werden , wo gezeigt wurde, dass verschränkte Photonen die Fähigkeit verbessern, Informationen zu Vorteil verschaffen, dennoch jetzt zwischen XUV- und sogar Röntgenwellenlängen.

Die Autoren dieser Veröffentlichung mit dem Titel „Attosecond verschränkte Photonen aus zwei Photonenzerfällen metastabiler Atome: Eine Quelle für jedes Attosekundenexperimente und darüber hinaus“ stammen nicht mehr da vom Fachbereich Physik und Kosmologie dieser Purdue University und funktionieren mit dem Purdue Quantum Science and Engineering Institute zusammen (PQSEI). Sie sind Dr. Yimeng Wang, frischgebackener Absolvent dieser Purdue University; Siddhant Pandey, Promotionsstudent hinaus dem Gebiet dieser experimentellen Ultrakurzzeit-Spektroskopie; Dr. Chris H. Greene, Albert Overhauser Distinguished Professor für jedes Physik und Kosmologie; und Dr. Shivaram.

„Dasjenige Department of Physics and Astronomy in Purdue hat ein starkes Sendung für jedes Atom-, Molekül- und optische (AMO) Physik, dies Experten aus verschiedenen Teilbereichen dieser AMO zusammenbringt“, sagt Shivaram. „Dasjenige Fachwissen von Chris Greene in dieser theoretischen Atomphysik in Komposition mit Niranjans Hintergrund hinaus dem relativ jungen Gebiet dieser experimentellen Attosekundenwissenschaft führte zu diesem Gemeinschaftsprojekt. Während viele Universitäten AMO-Programme nach sich ziehen, ist dies AMO-Sendung von Purdue insofern einzigartig vielfältig, denn es Experten in mehreren Teilbereichen von hat AMO-Wissenschaft.“

Jeder Forscher spielte eine bedeutende Rolle in dieser laufenden Wissenschaft. Greene schlug zunächst die Idee vor, von Heliumatomen emittierte Photonen denn Quelle für jedes verschränkte Photonen zu verwenden, und Shivaram schlug Anwendungen in dieser Attosekundenwissenschaft vor und schlug experimentelle Schemata vor. Wang und Greene entwickelten dann den theoretischen Rahmen zur Rechnung dieser Emission verschränkter Photonen von Heliumatomen, während Pandey und Shivaram Schätzungen dieser Emissions-/Absorptionsraten verschränkter Photonen vornahmen und die Finessen dieser vorgeschlagenen Attosekunden-Experimentalschemata ausarbeiteten.

Die Veröffentlichung markiert den Beginn dieser Wissenschaft für jedes Shivaram und Greene. In dieser Veröffentlichung versohlen die Autoren die Idee vor und funktionieren die theoretischen Aspekte des Experiments aus. Shivaram und Greene planen, weiterhin an experimentellen und weiteren theoretischen Ideen zusammenzuarbeiten. Shivarams Laboratorium, die Ultrafast Quantum Dynamics Group, baut derzeit zusammenführen Telefonapparat, um manche dieser Ideen experimentell zu vorexerzieren. Laut Shivaram besteht die Hoffnung, dass andere Forscher in dieser Attosekundenwissenschaft mit dieser Arbeit an diesen Ideen beginnen. Eine konzertierte Arbeitsaufwand vieler Forschungsgruppen könnte die Wirkung dieser Arbeit weiter steigern. Letztendlich wünschen sie, die Zeitskala verschränkter Photonen hinaus die Zeptosekunde, 10-21 Sekunden, zu mitbringen.

„Typischerweise werden Experimente hinaus Attosekunden-Zeitskalen mit Attosekunden-Laserpulsen denn ‚Blitzlichter‘ durchgeführt, um die Elektronen ‚abzubilden‘. Die aktuellen Säumen für jedes selbige Pulse liegen zwischen etwa 40 Attosekunden Zeptosekunden“, sagt Shivaram.

Um dies Zeiteinteilung zu verstehen, muss man verstehen, dass Elektronen eine grundlegende Rolle zwischen dieser Karma des Verhaltens von Atomen, Molekülen und festen Materialien spielen. Die Zeitskala dieser Regung von Elektronen liegt typischerweise im Gültigkeitsbereich von Femtosekunden (ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde – 10–15 Sekunden) und Attosekunden (ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde oder 10–18 Sekunden). Laut Shivaram ist es unerlässlich, Einblicke in die innere Kraft von Elektronen zu Vorteil verschaffen und ihre Regung hinaus diesen ultrakurzen Zeitskalen zu verfolgen.

„Dasjenige Ziel dieser ultraschnellen Wissenschaft ist es, solche ‚Filme‘ von Elektronen zu zeugen und dann Licht zu verwenden, um dies Verhalten dieser Elektronen zu steuern, um chemische Reaktionen zu steuern, Materialien mit neuartigen Eigenschaften herzustellen, Geräte im molekularen Messlatte herzustellen usw.“, er sagt. . „Dies ist Licht-Materie-Wechselwirkung hinaus ihrer grundlegendsten Lage, und es gibt viele Möglichkeiten für jedes Entdeckungen. Eine einzelne Zeptosekunde dauert 10 solange bis 21 Sekunden. Tausend Zeptosekunden sind eine Attosekunde aufgrund des Fehlens von Zeptosekunden-Laserpulsen experimentell unerreichbar.Unser einzigartiger Prozedur, verschränkte Photonen anstelle von Photonen in Laserpulsen zu verwenden, könnte es uns zuteilen, dies Zeptosekunden-Regime zu glücken.Dies erfordert erheblichen experimentellen Pracht und ist wahrscheinlich hinaus dieser Zeitskala von fünf Jahren möglich .“

Forschungsbericht: Attosekunden-verschränkte Photonen aus dem Zwei-Photonen-Zerfall metastabiler Atome: Eine Quelle für jedes Attosekunden-Experimente und darüber hinaus

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