doi.org/10.1038/s41467-024-48167-7
Credibilidade: 999
#Ondas sonoras
Pesquisadores desenvolveram novos métodos para acoplar luz a ondas sonoras que deslizam na superfície
Pesquisadores da Universidade de Rochester empregaram ondas acústicas de superfície para enfrentar um grande desafio no desenvolvimento de uma internet quântica.
Em um novo estudo publicado na Nature Communications, cientistas do Instituto de Óptica e do Departamento de Física e Astronomia de Rochester descrevem uma técnica para parear partículas de luz e som que poderia ser usada para converter fielmente informações armazenadas em sistemas quânticosqubits para campos ópticos, que podem ser transmitidos por longas distâncias.
O que são ondas acústicas de superfície?
Ondas acústicas de superfície são vibrações que deslizam ao longo do exterior de materiais como uma onda no oceano ou tremores ao longo do solo durante um terremoto. Elas são usadas para uma variedade de aplicaçõesmuitos dos componentes elétricos de nossos telefones têm filtros de ondas acústicas de superfícieporque eles fazem cavidades muito precisas que podem ser usadas para temporização precisa em usos como navegação. Mas os cientistas começaram a usá-los em aplicações quânticas também.
Nos últimos 10 anos, as ondas acústicas de superfície surgiram como um bom recurso para aplicações quânticas porque o fônon, ou partícula individual de som, se acopla muito bem a diferentes sistemas, – diz William Renninger, professor associado de óptica e física.
Usando métodos existentes, as ondas acústicas de superfície são acessadas, manipuladas e controladas por meio de materiais piezoelétricos para transformar eletricidade em ondas acústicas e vice-versa. No entanto, esses sinais elétricos devem ser aplicados a dedos mecânicos inseridos no meio da cavidade acústica, o que causa efeitos parasitários ao espalhar fônons de maneiras que precisam ser compensadas.
Usando luz para manipular ondas acústicas de superfície
Em vez de acoplar os fônons a campos elétricos, o laboratório de Renninger tentou uma abordagem menos invasiva, iluminando as cavidades e eliminando a necessidade de contato mecânico.
Conseguimos acoplar fortemente ondas acústicas de superfície com luz,- diz Arjun Iyer, um estudante de doutorado em óptica e primeiro autor do artigo. Projetamos cavidades acústicas, ou pequenas câmaras de eco, para essas ondas onde o som pode durar muito tempo, permitindo interações mais fortes. Notavelmente, nossa técnica funciona em qualquer material, não apenas nos materiais piezoelétricos que podem ser controlados eletricamente.-
A equipe de Renninger fez uma parceria com o laboratório do Professor Associado de Física John Nichol para fazer os dispositivos de ondas acústicas de superfície descritos no estudo. Além de produzir um forte acoplamento quântico, os dispositivos têm os benefícios adicionais de fabricação simples, tamanho pequeno e capacidade de lidar com grandes quantidades de energia.
Além das aplicações em computação quântica híbrida, a equipe diz que suas técnicas podem ser usadas em espectroscopia para explorar as propriedades dos materiais, como sensores, e para estudar a física da matéria condensada.
Publicado em 28/08/2024 10h54
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