Grandes desplazamientos a escala atómica

Galileo comprendió que el vidrio en forma de lentes podría usarse en telescopios, pero no sabía que el enfoque se debía a los desplazamientos de fase en las ondas electromagnéticas causadas por la respuesta tardía de los electrones en ese material. Esos desplazamientos son las bases de mucha de la tecnología de telecomunicaciones y, en principio, el tamaño del objeto que dispersa la luz no importa. La teoría dice que bajo las condiciones adecuadas, la fase de la luz se puede desplazar π radianes cuando se dispersa a partir de un solo átomo. Ahora un grupo de investigadores ha informado de evidencias de que este es de hecho el caso. Su habilidad para conseguir un desplazamiento de fase controlable puede permitir nuevos tipos de tratamiento de la información fotónico.

Los científicos dirigieron luz láser UV en un único ión de iterbio atrapado y observaron el interfaz entre la luz incidente y la luz dispersada desde el ión. Otro laboratorio había desarrollado previamente un sistema de imagen con resolución del orden de una longitud de onda. Esto permitió al equipo de investigación observar la interferencia de la luz incidente y dispersada como anillos concéntricos. A partir del espacio entre anillos, determinaron el desplazamiento de fase, el cual varía con la frecuencia del láser a medida que se ajusta a lo largo de una resonancia atómica. Con esta configuración, los autores informaron un desplazamiento total de fase de un poco menos de π / 2 radianes.

Debido a que los desplazamientos de fase controlados se producen a baja intensidad luminosa, es posible realizar microscopía de rayos-x de contraste de fase en muestras donde demasiada potencia de iluminación causaría, de otra manera, daños o distorsión. Los autores también proponen que el desplazamiento de fase de un solo átomo podría ser usado como repetidor cuántico, detectando y reproduciendo información criptográfica codificada con desplazamiento de fase para la transmisión a grandes distancias.

Via physics.aps