Les champs de contrôle Ea(t), Eb(t), Ec(t), Ed(t) et Ee(t) induisent la même réponse optique non linéaire Y (t) sur :les systèmes quantiques fermés (a) et (b), (c) un système quantique ouvert, (d) un système classique fermé et (e) un système classique ouvert. En (a) et (b), le système est un atome d'hydrogène initialement préparé dans les états fondamental et premier excité, respectivement. Eb(t), Ed(t) et Ee(t) sont mis à l'échelle pour comparaison avec le premier champ E(t) qui est appliqué à un modèle d'un atome d'argon pour produire les spectres dipolaires induits Y (t) , qui est utilisé pour le suivi dans les autres cas. Crédit :arXiv : 1611.02699 [quant-ph]
(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université de Princeton a trouvé un moyen de faire en sorte que n'importe quel atome imite les émissions lumineuses de tout autre atome. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , l'équipe révèle comment elle a découvert cette astuce et suggère quelques applications qui pourraient bénéficier de son utilisation.
Des scientifiques dans divers domaines mesurent la lumière émise par les atomes lorsque leurs électrons se déplacent entre les niveaux d'énergie pour identifier la présence d'un élément - astronomes, par exemple, peut détecter la présence d'argon dans une étoile en notant la signature lumineuse unique qu'elle émet. Mais il s'avère que dans certaines circonstances, les atomes peuvent être amenés à se faire passer pour d'autres atomes. Dans cet effort, les chercheurs ont découvert qu'en manipulant la lumière qui était tirée sur un atome donné, ils pourraient amener l'atome à émettre la signature de tout autre atome.
Ils pourraient provoquer un atome d'argon, à titre d'exemple, d'émettre la même longueur d'onde de lumière qu'un atome d'hydrogène en façonnant l'impulsion de lumière laser qui a été tirée sur l'atome. Plus important, la même technique pourrait également être utilisée pour contrôler l'état quantique de l'atome ciblé. Utiliser la lumière pour faire faire des choses aux atomes n'est pas nouveau, bien sûr; le contrôle quantique a été utilisé, par exemple, faire réagir les produits chimiques de la manière souhaitée pendant un certain temps. Mais l'utilisation de la lumière pour contrôler l'état d'un atome pourrait servir de base à de nouvelles applications :des molécules qui émettent des couleurs différentes, par exemple, pour les distinguer dans les processus biologiques.
Les chercheurs ont commencé avec l'idée de contrôler l'état d'un atome à l'aide de la lumière en construisant un modèle qui a démontré qu'une seule impulsion de lumière pouvait provoquer n'importe lequel d'un nombre infini d'états atomiques, dont certains seraient ionisés - et changeant l'état d'un atome d'une certaine manière, il a été noté, pourrait provoquer une modification de la longueur d'onde de la lumière émise. Pour calculer quelle forme d'impulsion produirait la longueur d'onde souhaitée, les chercheurs ont utilisé l'équation de Schrödinger. Il est à noter que l'idée est encore théorique; les chercheurs n'ont en fait amené aucun atome à imiter les autres, ce qui nécessitera le travail d'une équipe expérimentale.
Co-auteurs de l'étude de gauche à droite :Renan Cabrera, Herschel Rabitz, Denys Bondar, et André Campos Crédit :C. Todd Reichart, Département de chimie de l'Université de Princeton
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