Átomos em gases acoplados a um fóton

De forma geral, os físicos consideram que fótons individuais – partículas de que a luz é feita – não se acoplam de forma eficiente a átomos em gases. Tal acoplamento produziria interações úteis do ponto de vista do processamento de informações por via quântica. Essa consideração tem sido um fator que limita o desenvolvimento de aplicações nesse âmbito  porque fótons seriam ótimos portadores de informação, mas não de armazenamento ou processamento.

Um novo trabalho por pesquisadores na Itália e no Brasil mostra que esta limitação não existe.  É possível induzir  interação entre fótons e átomos suficientemente forte, ainda que temporária, a ponto de viabilizar um sistema de informação quântica híbrido com fótons e átomos.

O trabalho envolve a geração de um pulso ultracurto de um único fóton de banda larga que  interage com um gás denso de átomos ressonantes (rubídio). Participam da equipe de pesquisadores  M. S. Mendes, L. Acioli, K. N. Cassemiro e D. Felinto, da Universidade Federal de Pernambuco, no Recife, e A. S. Coelho, do Centro Universitário UNINOFAPI, em Teresina (PI), sendo Marco Bellini, do Instituto Nacional de Óptica da Itália, em Florença, o autor de contato.

O artigo "Zero-area single photon pulses", descrevendo os detalhes da interação entre o pulso de um único fóton com um gás denso de átomos ressonantes com uma banda muito mais estreita que a do pulso, foi publicado em 13 de janeiro na revista Physical Review Letters. O resultado abre a possibilidade  de implementar formas mais eficientes no armazenamento de informação quântica.

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