Исследователи из Боннского университета, во главе с Андреасом Редманном из Института прикладной физики, достигли значительного прогресса в изучении конденсата Бозе-Эйнштейна, который представляет собой особое состояние материи, возникающее при охлаждении большого количества частиц света до очень низкой температуры. В этом состоянии частицы света становятся неразличимыми и ведут себя как один «суперфотон».
Для создания конденсата Бозе-Эйнштейна исследователи использовали крошечный контейнер, заполненный раствором красителя, и отражающие боковые стенки. Когда молекулы красителя возбуждаются лазером, они производят фотоны, которые отскакивают между отражающими поверхностями, охлаждаясь и конденсируясь в суперфотон.
Исследователи намеренно добавили небольшие углубления на отражающие поверхности, что позволило создать четыре области, где конденсат «предпочитает» оставаться. Это свойство можно использовать для создания квантовой запутанности, когда изменение состояния света в одной области влияет на свет в других областях.
По словам Редманна, «мы смогли запечатлеть в конденсате простую решётчатую структуру, состоящую из четырёх точек света, расположенных в квадратной форме». Это достижение открывает новые возможности для использования конденсата Бозе-Эйнштейна в квантовых технологиях, таких как квантовая криптография и квантовая телепортация.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters и представляют собой значительный шаг в изучении конденсата Бозе-Эйнштейна и его потенциального применения в квантовых технологиях.
Использование конденсата Бозе-Эйнштейна для создания защищённой системы обмена информацией между несколькими участниками является перспективным направлением исследований. По словам Редманна, «намеренно изменяя форму отражающих поверхностей, теоретически возможно создавать конденсаты Бозе-Эйнштейна, разделённые между 20, 30 и даже большим количеством узлов решётки». Это позволило бы создать защищённую систему обмена информацией между несколькими участниками.