Når sollys bliver kvantemekanisk

Forestil dig, at du kan bruge almindeligt sollys til at lave avancerede kvanteeksperimenter. Det er præcis, hvad forskere fra Xiamen Universitet i Kina har gjort. De har vist, at sollys kan erstatte de dyre og krævende lasere, som normalt bruges i kvanteoptik.

Lasere er dyre og besværlige

Indtil nu har forskere brugt kraftige, stabile lasere til at skabe sammenfiltrede fotoner. Processen kaldes spontan parametrisk nedkonvertering. Den kræver et kontrolleret laboratoriemiljø, dyr udstyr og specialister, der vedligeholder systemet. Det har gjort kvanteoptik til noget, man kun kunne gøre i avancerede laboratorier.

Sollys kan klare opgaven

Forskere begyndte at spørge, om man ikke kunne bruge mere almindeligt lys. Det viser sig, at lys med mindre perfekthed stadig kan skabe de samme kvanteeffekter. Sollys er dog det mest uordnede lys, man kan finde. Det skifter styrke, retning og intensitet hele dagen. Men det er netop det, der gør det interessant.

Sollys kræver ingen strøm. Det er gratis og tilgængeligt overalt. Hvis man kunne bruge det til kvanteeksperimenter, åbner det helt nye muligheder.

Eksperimentet med solen

Forskerne byggede et system, der følger solen med en motoriseret holder. Sollyset ledes gennem en 20 meter lang fiber ind i et mørkt laboratorium. Der rammer det en speciel krystal, som deler lyset i sammenfiltrede fotoner.

Trods sollysets naturlige variationer lykkedes det at skabe fotonpar med stærke korrelationer. De brugte parrene til at lave "ghost imaging" – en slags kvantefotografering, som bygger på de invisible forbindelser mellem fotonerne.

Resultaterne er imponerende

Systemet nåede 90,7 % billedkvalitet. En normal laser med samme effekt nåder 95,5 %. Det er næsten på samme niveau. Og de har allerede brugt systemet til at lave en hel 2D-billede – kaldet "ghost face".

Hvad betyder det?

Det betyder, at man kan drive kvanteimaging uden elektricitet eller komplekse udstyr. Det er idealt til fjernområder, bjerge, øer eller endda rumfartøjer. Sollys er den gratis energi fra himlen, der kan drive fremtidens kvante teknologi.