För att lyckas fånga en foton måste flera steg tas:
1.Reducera bakgrundsbrus:
Eftersom fotoner är mycket svaga signaler är det viktigt att minimera bakgrundsbrus och störningar. Detta kan uppnås genom att kyla den experimentella uppställningen till mycket låga temperaturer, skärma den från externa ljuskällor och använda specialiserade detektorer med hög känslighet.
2.Använd fotomultiplikatorer eller lavinfotodioder (APD):
Dessa enheter är extremt känsliga för ljus och kan upptäcka enstaka fotoner. När en foton träffar fotomultiplikatorn eller APD utlöser den en kaskad av elektroniska händelser, som förstärker signalen till detekterbara nivåer.
3.Använd tidsbestämda tekniker:
Eftersom fotoner färdas med ljusets hastighet kan deras detektering tidsstyras exakt. Forskare använder högupplöst timingelektronik för att registrera det exakta ögonblicket när en foton detekteras. Denna tidsinformation kan användas för att skilja mellan enskilda fotoner och andra bruskällor.
4.Single-Photon Avalanche Diodes (SPADs):
SPAD:er är solid-state-enheter speciellt utformade för att detektera enstaka fotoner. De fungerar enligt principen om lavinmultiplikation, där en enda foton kan utlösa en självförsörjande lavin av laddningsbärare, vilket resulterar i en detekterbar elektrisk signal.
5.Fotoräknetekniker:
I många experiment handlar det inte bara om att fånga en enskild foton utan att räkna antalet fotoner som anländer till en detektor inom ett visst tidsintervall. Fotonräknande elektronik kan exakt mäta ankomsttiderna och räkna de enskilda fotonerna.
Det är värt att notera att även om vi kan upptäcka och studera enskilda fotoner, är det inte möjligt att "fånga" dem i fysisk mening på grund av deras kvantnatur. De beskrivs mer exakt som att de interagerar med och absorberas av detektorer.
När det gäller att tysta solen är det inte möjligt eller nödvändigt att tysta hela solen för att fånga en foton. Att reducera bakgrundsljus och brus från andra källor är dock avgörande för framgångsrika experiment för att detektera en foton.
