اپتیک کوانتومی

انتشار نور در یک خلاء انرژی و حرکت خود را با توجه به تعداد کامل ذرات معروف به فوتون اندازه گیری می کند. اپتیک کوانتومی ماهیت و تأثیرات نور را به عنوان فوتونهای کمّی بررسی می کند. اولین پیشرفت مهم منجر به این درک ، مدل سازی صحیح از طیف اشعه سیاه توسط ماکس پلانک در سال 1899 تحت فرضیه تابش نور در واحدهای گسسته انرژی است. اثر فوتوالکتریک شواهد دیگری از این کمیت بود که توسط آلبرت انیشتین در مقاله 1905 توضیح داده شد ، کشفی که برای او جایزه نوبل را در سال 1921 دریافت کرد.   نیلز بور نشان داد که فرضیه اشعه نوری با اندازه گیری با نظریه او در مورد سطح انرژی کمی از اتم ها و به ویژه طیف انتشار ترشحات از هیدروژن. درک تعامل بین نور و ماده به دنبال این تحولات برای توسعه مکانیک کوانتومی به عنوان یک کل بسیار مهم بود. با این حال ، زمینه های مکانیک کوانتومی که با تعامل ماده و ماده برخورد می کنند ، بیشتر به عنوان تحقیق در مورد ماده به جای نور مورد توجه قرار می گرفتند. از این رو ، یکی در مورد فیزیک اتم و الکترونیک کوانتومی در سال 1960 صحبت کرد. علم لیزر - یعنی تحقیق در مورد اصول ، طراحی و کاربرد این دستگاه ها - به یک میدان مهم تبدیل شد و مکانیک کوانتومی که در زیر اصول لیزر قرار دارد ، اکنون با تأکید بیشتر بر مورد مطالعه قرار گرفت. خواص نور [مشکوک - بحث کنید] ، و نام نوری کوانتومی مرسوم شد.

از آنجایی که علم لیزر به مبانی نظری خوبی نیاز داشت و همچنین به دلیل تحقیق در این زمینه به زودی بسیار مثمر ثمر بود ، علاقه به نوری کوانتومی افزایش یافت. پس از کار دیراک در نظریه میدان کوانتومی ، جان R. Klauder ، George George George ، Roy J. Glauber و Leonard Mandel از تئوری کوانتومی برای میدان الکترومغناطیسی در دهه 50 و 1960 استفاده کردند تا درک دقیق تری از عکسبرداری و آمار نور (به درجه انسجام مراجعه کنید). این امر منجر به معرفی حالت منسجم به عنوان مفهومی شد که تغییرات بین نور لیزر ، نور حرارتی ، حالتهای فشرده عجیب و غریب و غیره را مورد بررسی قرار داد ، زیرا فهمیده شد که نور را نمی توان کاملاً توصیف کرد فقط با مراجعه به زمینه های الکترومغناطیسی توصیف امواج در کلاسیک. تصویر در سال 1977 ، کیمبل و همکاران. یک اتم منفرد را نشان داد که یک فوتون را در یک زمان ساطع می کند ، و شواهد قانع کننده دیگری را نشان می دهد که نور متشکل از فوتون است. حالتهای کوانتومی قبلاً ناشناخته از نور با ویژگیهای برخلاف حالتهای کلاسیک ، مانند نور فشرده متعاقباً کشف شدند.

توسعه پالس های لیزر کوتاه و ultrashort - ایجاد شده توسط تکنیک های سوئیچینگ Q و مدل سازی - راه را برای مطالعه آنچه به عنوان فرآیندهای ultrafast شناخته می شود ، باز کرد. برنامه های کاربردی برای تحقیقات حالت جامد (به عنوان مثال طیف سنجی رامان) یافت شد ، و نیروهای مکانیکی نور در ماده مورد مطالعه قرار گرفتند. دومی منجر به لیزینگ و قرار گرفتن ابرهای اتمها یا حتی نمونههای بیولوژیکی کوچک در تله نوری یا موچین نوری توسط پرتوی لیزر شد. این ، همراه با خنک کننده داپلر و خنک کننده سیزیفوس ، فناوری مهم برای دستیابی به میعان مشهور Bose-انیشتین بود.

نتایج قابل توجه دیگر نمایانگر درگیری کوانتومی ، انتقال کوانتومی و دروازه های منطق کوانتومی است. مورد دوم علاقه زیادی به نظریه اطلاعات کوانتومی دارند ، موضوعی که تا حدودی از نوری کوانتومی و بخشی از آن از علوم نظری رایانه پدید آمده است.

زمینه های مورد علاقه امروزه در بین محققان اپتیک کوانتومی شامل پارامترهای پایین به پایین تبدیل ، نوسان پارامتری ، حتی ضربانهای نوری کوتاه تر (ضریب ثانویه) ، استفاده از اپتیک کوانتومی برای اطلاعات کوانتومی ، دستکاری اتمهای منفرد ، میعانات گزنی بوز-انیشتین ، کاربرد آنها و نحوه دستکاری آنها (یک زمینه فرعی که اغلب به آن نوری اتم گفته می شود) ، جذب کننده های منسجم کامل و موارد دیگر هستند. مباحثی که تحت اصطلاح نوری کوانتومی طبقه بندی می شوند ، به خصوص که در مهندسی و نوآوری فناوری کاربرد دارد ، اغلب تحت اصطلاح مدرن فوتونیک قرار می گیرند.

چندین جایزه نوبل برای کار در اپتیک کوانتومی اهدا شده است. این جوایز اهدا شد:

در سال 2012 ، سرگ هاروچه و دیوید جی وینلند "برای روشهای آزمایشی مبتنی بر زمین که امکان اندازه گیری و دستکاری سیستمهای کوانتومی فردی را فراهم می آورد". 

در سال 2005 ، تئودور دبلیو هونش ، روی جی. گلوبر و جان ال هال 

در سال 2001 ، ولفگانگ کاترل ، اریک آلین کرنل و کارل ویمن 

در سال 1997 ، استیون چو ، کلود کوهن تانودجی و ویلیام دانیل فیلیپس