Группа исследователей из Национальной физической лаборатории, Оксфордского университета и Имперского колледжа в Лондоне обнаружили новый вид сильных взаимодействий и экспериментально продемонстрировали, что эти взаимодействия могут обеспечить сильное сцепление между светом и высокочастотными акустическими колебаниями, превратив их в единую "субстанцию". Данный эффект, точнее, технологии на его основе, могут оказать в будущем влияние на развитие областей классической, квантовой обработки информации и других квантовых технологий.

Ключевым моментом данного достижения стала реализация оптического аналога эффекта "шепчущей галереи", когда свет, отраженный множество раз от внутренней поверхности кольцевого стеклянного резонатора, может курсировать в этом резонаторе практически бесконечно долгое время. "В кольцевой стеклянный резонатор можно поместить чрезмерное количество света, движение которого "встряхивает" молекулы материала резонатора, что приводит к возникновению акустических колебаний" - рассказывает доктор Паскаль Дел'Хей (Pascal Del'Haye), ученый из Национальной физической лаборатории.

Поскольку свет циркулирует внутри стеклянной окружности, он начинает взаимодействовать с создаваемыми им же акустическими волнами, частота которых составляет 11 ГГц. Такое взаимодействие позволяет обмен энергией между светом и звуком в обоих направлениях. Однако, при нормальных условиях и свет, и звуковые колебания попадают под влияние процессов, аналогичных трению, что ограничивает количество обмениваемой энергии и препятствует им "сцепиться" еще в большей степени. Ученые решили проблему "трения" при помощи использования двух видов резонанса. Это, в свою очередь, позволило им получить очень высокий уровень сцепления между светом и звуком, что проявилось в виде "подписей" особого вида.

В настоящее время ученые уже заняты подготовкой к следующей серии экспериментов, которые будут проводиться при температурах, близких к температуре абсолютного нуля. "Это позволит нам исследовать во всех тонкостях очень чувствительные к внешним воздействиям особенности квантового поведения "конгломерата" света и звука" - рассказывает доктор Майкл Вэннер (Michael Vanner), научный руководитель проекта и ученый из Имперского колледжа в Лондоне, - "И мы надеемся, что полученные нами результаты окажут огромное влияние на развитие квантовых технологий будущего".