Физики создали зеркало из одного атома. Созданное ими устройство ученые описали в статье, принятой к публикации в журнал Physical Review Letters . Коротко о работе пишет портал ScienceNOW.
Теоретически, атомы можно использовать как отражающие устройства, однако их эффективность в этом качестве невелика - они отражают около одного процента падающего на них излучения. Чтобы получить более существенную отдачу, авторы новой работы усиливали интенсивность отраженного от единичного атома света, используя интерференцию - эффект сложения интенсивностей нескольких световых волн, находящихся в одной фазе (то есть их "горбы" и "впадины" совпадают).
Для усиления интенсивности световых волн ученые использовали интерферометр Фабри-Перо. В классическом варианте это устройство состоит из двух зеркал, частично пропускающих падающий на них свет. Задняя поверхность одного из зеркал освещается лазером с заданной длиной волны, и часть излучения оказывается в щели между зеркалами. Если ширина щели кратна длине волны излучения, то интенсивность света, последовательно отражающегося от зеркал, усиливается. Изменяя ширину щели, можно добиться полного затухания волны.
В новой работе в качестве одного из зеркал интерферометра Фабри-Перо использовался отдельный ион бария. Ученые удерживали его на одном месте (отклонения от правильного положения не превышали 20 нанометов) при помощи ионной ловушки, а отраженное излучение фокусировали при помощи линзы. Длина волны лазерного излучения, направляемого на ион бария, была подобрана таким образом, что последний переходил из минимального энергетического состояния в возбужденное (во всех других случаях барий не будет "замечать") излучение.
При изменении расстояния от иона бария до второго зеркала интенсивность света в щели изменялась на шесть процентов - в стандартных интерферометр Фабри-Перо она падает практически до нуля. Тем не менее, авторы заявляют, что созданное ими устройство окажется полезным для проведения работ в области квантовой электродинамики - науки, изучающей магнитное поле с опорой не на его непрерывные свойства, а на дискретные квантовые свойства, носителями которых являются фотоны.
