Strona główna Aktualności
Przyroda

Informacja kodowana w świetle

19.05.2017 Przyroda, Granty i stypendia

Dr Radosław Chrapkiewicz (po prawej) i doktorant Michał Jachura przy aparaturze do rejestrowania hologramów pojedynczych fotonów na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Źródło: FUW, Grzegorz Krzyżewski

Paparazzi, któremu udało się „podejrzeć” i sfilmować dobieranie się fotonów w pary, otrzymał wyróżnienie w tegorocznej edycji Programu START FNP. Michał Jachura z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego opisuje nieznane zjawiska związane z kwantową naturą światła. Badania mogą się przydać m.in. w kryptografii kwantowej, czyli kodowania informacji w świetle.

Młody badacz zgłębia efekt Hong-Ou-Mandla, nazywany też interferencją dwufotonową. Polega on na „łączeniu się” nierozróżnialnych fotonów w pary. Obserwację i rejestrację eksperymentów umożliwia układ detekcyjny opracowany przez warszawskich fizyków. Michał Jachura i Radosław Chrapkiewicz z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW) jako pierwsi na świecie, przy użyciu najnowszej generacji kamery, sfilmowali pojedyncze fotony, które dobierają się w pary.

 

„Efekt Hong-Ou-Mandla obserwuje się za pomocą pary detektorów, zazwyczaj fotodiod lawinowych, umieszczonych w dwóch ramionach wyjściowych płytki oraz modułu elektronicznego rejestrującego tylko te przypadki, gdy obydwa detektory zaobserwowały foton równocześnie” - wyjaśnia Jachura.

 

Niektóre zastosowania interferencji dwu- i wielofotonowej, takie jak kwantowo polepszane techniki obrazowania, wymagają jednak, żeby oprócz binarnej informacji o tym, że foton został zarejestrowany, znane były również współrzędne przestrzenne punktu, w którym nastąpiła detekcja.

 

„Detekcja par fotonów oraz ich interferencji możliwa jest za pomocą niskoszumnej kamery sCMOS wyposażonej w zewnętrzny wzmacniacz obrazu. W naszym układzie informacje o położeniu wykrytych par fotonów odczytujemy bezpośrednio z klatek zarejestrowanych przez kamerę. Dzięki wzmacniaczowi obrazu każdy z zarejestrowanych fotonów widoczny jest na klatce jako jasny rozbłysk o bardzo dużym stosunku sygnału do szumu” - dodaje Jachura.

 

Jak tłumaczy wyróżniony stypendysta, przyszłość obecnie rozwijanych protokołów kwantowej komunikacji zależy w kluczowy sposób od wydajności metod umożliwiających pełną charakteryzację stanów kwantowych pojedynczych fotonów. Przestrzenna struktura fotonów opisywana przez funkcje falową jest, obok struktury widmowej, najbardziej obiecującym nośnikiem informacji podczas komunikacji w wolnej przestrzeni, na przykład podczas łączności satelitarnej. Niestety dokładna charakteryzacja funkcji falowej pojedynczego fotonu, wciąż stanowi bardzo duże wyzwanie eksperymentalne.

 

Jachura wraz ze współautorami zaproponował nowatorską metodę rekonstrukcji przestrzennej funkcji falowej nieznanego fotonu polegającą na jego interferencji, czyli „łączenia się” w parę z fotonem o znanych właściwościach. Metoda ta wykorzystuje bozonowe właściwości fotonów i może również znaleźć zastosowanie w rekonstrukcji fazy przestrzennej funkcji falowej pojedynczego atomu o spinie całkowitym.

 

W ramach Programu START Fundacja na rzecz Nauki Polskiej przyznaje wyróżnienia młodym naukowcom, których wysoka jakość dorobku naukowego została uznana za wybitną przez jurorów konkursu. W tym roku wyróżnienia otrzymało trzech laureatów. Stypendia tych osób zostaną podwyższone do kwoty 36 tys. zł. Pozostali wyróżnieni to: dr Joanna Kułaga-Przymus z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. i Mateusz Konczal z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

 

Więcej temat badań Michała Jachury w serwisie Nauka w Polsce – tutaj oraz tutaj.

 

 

PAP – Nauka w Polsce

 

kol/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Jazzmen w świecie fizyki; fizyk w świecie jazzu Jazzmen w świecie fizyki; fizyk w świecie jazzu

Książka "Jazz i fizyka” wymaga skupienia, ale jej unikalny temat sprawia, że ulegamy narracji fizyka i saksofonisty jazzowego Stephona Alexandra. Przekonuje on, że Wszechświat ma ukrytą muzyczną naturę, odwołując się przy tym do teorii naukowych, jazzowych improwizacji, spotkań z inspirującymi go fizykami i muzykami.

Więcej

Myśl na dziś

Odrobina filozofii skłania umysł człowieka ku ateizmowi. Ale prawdziwa głębia filozofii zwraca umysł ku religii.
Francis Bacon

Nasz blog

Przełamując efekt Matyldy Przełamując efekt Matyldy

Maria Skłodowska-Curie czy Katherine G. Johnson to kobiety nauki, które odniosły sukces, przełamały społeczną nieufność, zdobyły zasłużone laury, a ostatnio "upomniało się" o nie kino. Jednak tych, których wybitne dokonania naukowe długo pozostawały w cieniu i wciąż są mało znane jest wiele. Cecilia Payne-Gaposchkin, Jocelyn Bell Burnell czy Trottula, to tylko niektóre z nich.

Więcej

Tagi

-->