qwertzuiopő#101
Nos, mivel látom, hogy elég flame gyanús ez a téma ezért megpróbálok igen óvatosan fogalmazni. Noha nem vagyok a kvantumfizika géniusza, azért az optikában kicsit otthon vagyok. (Végzetség szerinz "csak" fizika tanár...Ha valakit érdekel.)
Szerintem a cikk megfogalmazása lehetne szerencsésebb, de csak azt tudom mondani, hogy akinek szánták az ennyiből tökéletesen megérti.
Jórészt a teljes cikk megértésehez szükséges mindent kielemeztetek már itt, de ha megengeditek kicsit összefoglalnám kiegészítve itt -ott. Mindenkinek ajánlom tanulmányozásra a 34-dik hozzászólásban lévő képet.
Valóban nagyon régóta létezik az egyfotonos technika, ha lehet ebbe ne kössünk bele. Arra a bizonyos első kérdésre: nem kell megmérni, hogy egy foton jött ki, az eszköz a kialakítása folytán olyan, hogy időegység alatt csupán egy foton tud áthaladni rajta. (Persze ebben van egy <>0 valószínűsége a több fotonnak, de ez 10^-10, szóval lövöldözhetnek egy darabig, mire azt tapasztalják, hogy ott bizony több is lehetett.)
A kettes kérdésre csak annyit: a számítógépnek miért is van memóriája? Hát azért, hogy az adatokat (A többi most lényegtelen.) későbbi feldolgozásig el tudjuk raktározni. A fény meglehetősen gyors dolog ám, a mai számítógépek számára felfoghatatlanul. Fénnyel tárolni az adatokat azt jelentené, hogy a memótiamodulok marhanagyok lennének. Ezért kell lelassítanunk.
Honnan tudták, hogy lelassult? Onnan, hogy a fizika a területük. A fény terjedési sebessége, amit szeretünk csak terjedési sebességnek nevezni, és 300e km/s -nek emlegetni a vákuumbeli sebessége. Minden más közegben a fény ennél lassaban halad. Vagyis nem kellett megmérniük, ez tény. (Ha mégis meg akarnák mérni, az annyiba telne nekik, hogy a cső (A képen Cesium vapor cell.) végére odatesznek egy detektort és látják, hogy a foton az úthosszból adódónál később érkezik meg = lassabban haladt a csőben.)
A mondás itt az, hogy Ennyivel. A levegő törésmutatója (Ami a vákuumbeli és levegőbeli sebességek arányával (Is.) egyenlő.) 1egész-soknulla-kicsiszám. A kutatóknak most sikerült egy olyan egyszerűen előállítható közeget találniuk, aminél ez nagyobb, ~1.01 (Hiszen a jel hossza 1/100-ad akkora volt.)
A "mit sűrítettek be" rész kicsit fogósabb. Nos, volt szerencsém ~egy évet lehúzni Szegeden az egyik femtoszekundumos lézerekkel dolgozó laborban, és ott hallottam egy igen találó szemléltetést, igaz ott az idő rövidségére használták. "Egy femtoszekundum olyan rövid idő, hogy ez alatt a fény is csak egy papírlap vastagságnyit halad előre a térben." Ezek után hogyan is kell érteni a besűrítést? A csőben a fény haladási sebessége olyan kicsi, hogy vákuumban 100-szor akkora utat tudna megtenni az idő alatt, amíg ott végigér a cikkben emlegetett 10cm úton.
A harmadik kérdés előtt hadd reagáljak egy másik hozzászólásra. Kb. az volt, hogy ez a technika olyan, mintha egyetlen bitbe akarnánk belesűríteni egy képet. De ez nem ugyanaz: a bitnek ugyanis csak egy állapotjelzője van, annak is csak két állapota, ugyebár egy vagy nulla. A fénynek viszont nem! (Hullámhossz, fázis, stb.) Itt most pontosan a fény kettős természetét kell elővenni: ahogy a cikkben is volt, a fégy, mint hullám az adott sablonon a teljes felületével kölcsönthatva halad át. Kilépéskor a sablon teljes képi információja benne van: intenzitások és fáziskülönbségek formájában. (A cikkben mutatott színes UR az adott helyen áthaladó fény intenzitása, és nem valami valószínűségi eloszlás.) Az integritás megőrzés pedig arra utal, hogy ennek a fotonnak, mint hullámcsomagnak a fázisait és intenzitásait sikerült megőrizni. (A femtosec lézerekben is használnak ilyen "tömörítőket", de ott pont az a lényeg, hogy a hullám minél inkább egy fázisban legyen.)
A negyedik kérdét valójában a második kérdés vége, tehát most nem írom le mégegyszer. (Itt nem a foton részecske hosszáról, hanem a foton hullámcsomag elejének és végének térbeli távolságáról.)
A következő kérdésre a legegyszerűbb válasz a fent nevezett ábra. (Egyben a másik hozzászóló felvetésére is azt szeretném mondani: de igen, kinyerhető az információ és nem csak elméletben.) A nehezebb válasz, pedig az interferencia. Az ábrán ez is nagyon jól megfigyelhető: a bejövő hullámut két részre osztják (Az első beamsplitter.) , az egyik része halad át a sablonon (Tehát veszi fel az információt.) a másik része pedig egy más, de optikailag azonos úthosszon halad. (A kitérő sugár.) Majd a kettőt újra egyesítik (A második beamsplitter.) és a kialakult interferenciakép pontosan a sablonon való áthaladáskor keletkezett intenzitás és fázis eltéréseket fogja adni. (Hiszen a hullám két része között semmi más eltérés nincs.)
Hatodiknak pedig annyit, hogy fotonokról beszélünk, ahol az egyetlen szóba jöhető hosszméret a halladási iránnyal megegyező távolságok. Nyilván tíz centiméter hosszú a cső, amin át kell jutnia. Teljesen egyértelmű, hogy azért ~100 impulzust lehet tárolni benne, mert a fényjelet 1/100-ad részére tudták rövidíteni benne.