Сжатый, или квантовый свет — особое состояние света, при котором шум одного из его свойств снижен настолько, что это позволяет производить более точные измерения. Это явление применяется на практике: детекторы гравитационных волн используют сжатый свет для устранения фонового шума и обнаружения слабых возмущений пространства-времени, вызванных далекими небесными телами. Однако обычно для генерации сжатого света используют лазерные импульсы длительностью несколько миллисекунд. Мохаммед Хассан из Университета Аризоны и его коллеги захотели понять, можно ли генерировать сжатый свет с помощью сверхбыстрых импульсов, измеряемых фемтосекундами, пишет Phys.

Основной технической проблемой стало согласование фаз между лазерами разных цветов, что обычно требует сложного оборудования. Для этого Хассан и его коллеги разработали новый метод получения сверхкоротких вспышек света на основе процесса четырехволнового смещения, в котором различные источники света взаимодействуют и суммируются друг с другом. Ученые разделили лазерный луч на три идентичных луча и сфокусировали их в кварцевом стекле, получив сверхбыстрый сжатый свет.

Прежние методы создания сверхбыстрого сжатого света уменьшали неопределенность фазы фотона, или его положение в волновой форме относительно длины волны. Группа Хассана пошла другим путем и сжала интенсивность фотона. Колебания между интенсивностью и сжатием фазы регулировались положением кварца относительно разделенного луча.

«Это первая в истории демонстрация сверхбыстрого сжатого света и первое измерение и управление квантовой неопределенностью в реальном времени, — сказал Хассан. — Объединяя сверхбыстрые лазеры с квантовой оптикой, мы открываем дверь в новое направление: сверхбыструю квантовую оптику».

Ученые уже применили свою технологию к защищенной связи. Ранее для передачи двоичных данных сверхбыстрые и сжатые световые импульсы использовались по отдельности, но их сочетание повышает как скорость, так и безопасность коммуникации.

Японские исследователи раскрыли загадку альтермагнетиков — нового класса магнитных материалов без общей намагниченности, но со странными светоотражающими свойствами. Их открытия подтверждают существование альтермагнетизма в органических кристаллах.