Teoretiska fysiker Kamran Ullah och Hameed Ullah har visat att ett positionsberoende massoptomekaniskt system som involverar en kavitet mellan två speglar, en ansluten till en resonator, kan förbättra inducerad transparens och minska ljusets hastighet.

Vi har alla lärt oss på gymnasiet att ljusets hastighet genom ett vakuum är cirka 300 000 km/s, vilket innebär att en stråle från jorden tar cirka 2,5 sekunder att nå månen. Den rör sig naturligt långsammare genom genomskinliga föremål, dock, och forskare har hittat sätt att bromsa det dramatiskt. Optomekanik, eller interaktionen av elektromagnetisk strålning med mekaniska system, är ett relativt nytt och effektivt sätt att närma sig detta. Teoretiska fysiker Kamran Ullah från Quaid-i-Azam University, Islamabad, Pakistan och Hameed Ullah från Institute of Physics, Porto Alegre, Brasilien har nu visat hur ljus bromsas i ett positionsbaserat massoptomekaniskt system. Detta arbete har publicerats i EPJ D .

Ullah och Ullah beskriver kavitetsoptomekanik, som involverar optiska lägen inställda i ett hålrum mellan speglar. Kavitetsläget, som drivs av ett starkt fält och sonderas av ett svagt fält, tillhandahåller en "lekplats" för att undersöka fenomen inklusive långsamt ljus och optomekaniskt inducerad transparens (OMIT). Den senare är en kvanteffekt där den optiska responsen hos atomer och molekyler styrs av ett elektromagnetiskt fält. I det här arbetet, fysikerna studerade ett hålrumssystem bestående av en fast spegel och en rörlig. Den rörliga spegeln oscillerar längs kavitetens axel med en enda harmonisk frekvens. Genom att betrakta resonatorns totala massa som beroende av dess position, och beräkna den effektiva Hamiltonian för hela systemet (som beskriver dess totala energi), Ullah och Ullah visade hur systemet kan förbättra OMIT och långsamt ljus. Eftersom massan är positionsberoende, systemet är icke-linjärt och karaktären och storleken på de observerade kvanteffekterna beror starkt på värdet av en icke-linjär parameter, alfa.

Och detta arbete är inte helt abstrut. OMIT och slow light har redan viktiga tillämpningar inom kvantinformationsbehandling, optiska omkopplare och optisk avkänning, och dessa tekniker kan bara bli mer användbara när kvantberäkningar flyttar ut från labbet till vardagsvärlden.