Tim naših znanstvenika iz Grupe za kvantne tehnologije u svom je istraživanju proučavao međudjelovanje svjetlosti i tvari u sustavu u kojem se oblak hladnih atoma nalazi unutar optičke šupljine, dok pobuda dolazi od optičkog frekvencijskog češlja – izvora koji sadrži velik broj diskretnih, međusobno jednako razmaknutih frekvencija.
Istraživanje je u potpunosti odrađeno na Institutu za fiziku, a rad je objavljen u časopisu Physical Review Research.
Za razliku od uobičajenih eksperimenata gdje se razmatra jedan ili tek nekoliko rezonantnih modova šupljine, ovdje je pokazano da atomi mogu istovremeno utjecati na velik broj longitudinalnih modova (reda veličine stotinu). Taj se utjecaj očituje kao pomak rezonantnih frekvencija modova i promjena u prijenosu svjetlosti kroz šupljinu.
Ključno je da ti pomaci nisu rezultat neovisnih doprinosa pojedinačnih atoma, nego proizlaze iz njihovog zajedničkog, kolektivnog odgovora na elektromagnetsko polje u šupljini. Drugim riječima, sustav se ponaša kao cjelina u kojoj su atomi i svjetlosni modovi međusobno povezani, a u određenim režimima pokazuje nelinearno ponašanje. Jedan od takvih fenomena je optička bistabilnost, gdje sustav može stabilno postojati u dva različita stanja pod identičnim vanjskim uvjetima.
Važnost ovog rada leži u značajnom proširenju eksperimentalnih mogućnosti u istraživanju međudjelovanja svjetlosti i tvari uvođenjem istovremenog pristupa velikom broju frekvencijskih komponenti unutar iste optičke šupljine. Na ovoj platformi moguće proučavati je kolektivne pojave u dobro kontroliranim uvjetima, uz mogućnost preciznog podešavanja frekvencija, jačine pobude i svojstava atomskog oblaka.
Takav pristup predstavlja daljnji korak prema istraživanju fizike mnogo tijela u proširenom kontekstu i analize kolektivnih pobuda. Sustavi ove vrste imaju potencijala poslužiti kao platforma za modeliranje složenijih kvantnih sustava, kao i za razvoj u preciznoj spektroskopiji te kontroli i manipulaciji atomima i molekulama.
Cijeli rad dostupan je na poveznici: doi.org/10.1103/fy4n-mj4d
