一个国际物理学家团队首次成功地操纵了少量的光粒子（称为光子），这些粒子彼此之间有很强的关系。
这听起来可能有点晦涩难懂，但我这是量子领域的根本性突破，可能会带来我们目前无法想象的技术。想象一下具有量子灵敏度的用于医学成像的激光。
“这为操纵我们所谓的‘量子光’打开了大门。”物理学家萨汉德·马哈茂迪安说来自悉尼大学。
“这一基础科学为量子增强测量技术和光子学的进步开辟了道路”。
虽然物理学家们正变得非常，事实证明这更具挑战性光也一样。
在这项新实验中，悉尼大学和瑞士巴塞尔大学的一个团队以一定的速度拍摄了一个单光子和一对束缚光子。量子点（人工创造的原子）并且可以测量光子本身和被束缚的光子之间的直接时间延迟。
“我们建造的设备引起了光子之间如此强烈的相互作用，以至于我们能够观察到一个光子与两个光子相互作用之间的差异，”物理学家娜塔莎·汤姆说，联合主要作者，来自巴塞尔大学。
“我们观察到，与两个光子相比，一个光子被延迟了更长的时间。通过这种非常强的光子-光子相互作用，两个光子以所谓的双光子束缚态的形式纠缠在一起。”
他们使用以下方法设置了这个束缚态受激发射– 阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 于 1916 年首次描述了这一现象，它构成了现代激光器的基础。 （有趣的事实：激光代表受激辐射光放大。）
在激光内部，电流或光源用于炒作电子在光学材料（例如玻璃或晶体）的原子内。
这种兴奋使电子在原子核中沿着轨道上升。当它们回到正常状态时，它们会以光子的形式发射能量。这些是“受激”发射，这个过程意味着所有产生的光子都具有相同的波长，这与普通白光不同，普通白光是不同频率（颜色）的混合。
然后使用镜子将旧光子和新光子反射回原子，从而刺激产生更多相同的光子。
这些光子一致移动，以相同的速度和方向行进，并不断累积，直到最终克服镜子和光学介质，并以完美同步的光束自由爆炸，该光束可以在长距离上保持清晰聚焦。
当您按下激光笔上的按钮时，所有这一切都会在几毫秒内发生（谢谢，爱因斯坦）。
光与物质之间的这种酷炫相互作用是各种令人难以置信的技术的基础，例如 GPS、计算机、医学成像和全球通信网络。甚至连 LIGO（激光干涉仪引力波天文台）也探测到了 基于激光。
但所有这些技术仍然需要大量光子，这限制了它们的灵敏度。
这项新突破现已实现了对单个光子以及来自单个原子的一小群光子的受激发射和检测，使它们变得强相关——换句话说，就是“量子光”。这是向前迈出的一大步。
“通过证明我们可以识别和操纵光子束缚态，我们已经朝着利用量子光进行实际应用迈出了至关重要的第一步，”马哈茂迪安说。
接下来的步骤，她解释说，是使用这种方法来产生光状态，可以使。
“这个实验很精彩，不仅因为它验证了受激发射这一基本效应的极限，而且它还代表了迈向先进应用的巨大技术进步。”汤姆补充道。
“我们可以应用相同的原理来开发更高效的设备，为我们提供光子束缚态。这对于从生物学到先进制造和量子信息处理等广泛领域的应用来说非常有前景。”
该研究发表于自然物理学。
