Физики наладили однофотонную связь между молекулами

В лаборатории физической химии Швейцарской высшей технической школы Цюриха была реализована однофотонная спектроскопия одиночных молекул.

Напомним: главной задачей спектроскопии считается нахождение частот излучения, талантливых перевести молекулу в возбуждённое состояние, и испускания спектров и построение поглощения. В то время, когда подобные испытания выполняются на уровне одиночных частиц вещества и квантов света, физики сталкиваются с весьма значительными проблемами: нужно отыскать подходящий источник фотонов с изменяемой длиной волны, направить их к выбранной молекуле и зарегистрировать результаты сотрудничества (поглощение кванта), возможность которого очень мелка.

Дабы упростить задачу согласования не сильный источника излучения с приёмником, возможно сделать эти главные элементы схемы однотипными. Как раз так и поступили швейцарцы, выстроившие цепь передачи одиночных фотонов между молекулами органического красителя дибензантантрена, внедрёнными в тетрадекановую матрицу и охлаждёнными до 1,4 К. Матрицы, подготовленные для опытов, были установлены в криогенных конфокальных микроскопах, разнесённых на пара метров и соединённых посредством оптоволокна.

Физики наладили однофотонную связь между молекулами

Рис. 1. Одиночная молекула отправляет фотоны второй молекуле дибензантантрена, расположенной на достаточно громадном расстоянии от первой. (Иллюстрация Robert Lettow).

Для возбуждения в первом примере молекул, каковые должны испускать одиночные фотоны, употреблялось лазерное излучение на длине волны около 589 нм. Потому, что на спектр поглощения молекул воздействовало их яркое окружение, а частота испускаемых квантов подстраивалась с применением результата Штарка при подаче напряжения на микроэлектроды, размещённые на подложке первого примера, учёные взяли возможность выбирать конкретные частицы дибензантантрена и проводить спектроскопические измерения.

Результаты этих измерений, появлявшихся в полной мере успешными, фиксировали лавинные фотодиоды.

Согласно точки зрения авторов, опробованная ими схема подходит не только для отдельных молекул. Быть может, подобные испытания с квантовыми точками, F-центрами либо какими-то вторыми источниками одиночных квантов света будут не меньше продуктивными.

Данные исследований размещены в статье:

Y. L. A. Rezus, S. G. Walt, R. Lettow, A. Renn, G. Zumofen, S. Gotzinger and V. Sandoghdar Single-Photon Spectroscopy of a Single Molecule. – Phys. Rev. Lett. – 2012. – 108. – 093601 [5 pages]

А.И. Соколов про квантовую механику, часть вторая


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: