Norii de atomi pot bloca trecerea luminii. Atunci când un atom trece într-o stare cu energie inferioară, acesta emite o particulă de lumină, denumită foton. Totuși, acest proces poate fi întârziat, iar fotonii prinși în interiorul unui nor dens de atomi ar putea fi folosiți pentru a crea dispozitive cuantice, care să poată comunica prin intermediul luminii.
Atunci când un atom absoarbe un foton pentru a trece într-o stare cu energie mai mare, acesta va elibera întotdeauna acel foton și îl va descompune în starea sa de bază, în aproximativ aceeași perioadă de timp. Subradierea reprezintă procesul prin care acest fenomen este întârziat.
Igor Ferrier-Barbut și colegii acestuia din cadrul Universității Paris-Saclay din Franța au indus subradierea în nori care conțineau între 300 și 5.000 de atomi de rubidiu prin comprimarea lor într-un spațiu cu o dimensiune mai mică de trei micrometri. Această compresie forțează atomii să acționeze ca un grup, și nu ca particule individuale. După aceea, echipa de cercetare a acționat cu un laser asupra norilor cu scopul de a produce o excitație a atomilor.
„Am încercat să facem proba cât mai mică posibil pentru ca fotonul să nu interacționeze cu un singur atom, ci cu întregul nor”, a declarat Ferrier-Barbut. Deoarece atomii sunt comprimați atât de mult, ei pot bloca fotonul în interiorul norului. „În cazul realizării unei subradieri perfecte, am putea bloca permanent un foton în interiorul unui astfel de nor”, a declarat Ferrier-Barbut.
Aceștia au repetat experimentul de zeci de mii de ori, măsurând timpul în care fotonii au fost eliberați din nor. Acesta a fost de aproximativ 150 nanosecunde, de aproximativ 6 ori mai mare decât timpul în care un singur atom de rubidiu eliberează un foton. Echipa ar putea controla momentul în care fotonii sunt eliberați, folosind un laser suplimentar, care să acționeze asupra norului pentru a produce o mișcare a atomilor astfel încât aceștia să aibă un comportament individual, și nu unul de grup.
Următorul pas îl reprezintă controlul mai precis al procesului de subradiere, astfel încât acesta să poată fi utilizat în cadrul dispozitivelor fotonice. Acest control ar putea fi realizat prin plasarea atomilor într-o matrice ordonată. „Dacă putem controla suficient de bine modul în care acești atomi interacționează în mod colectiv cu lumina, am putea crea o serie de aplicații interesante. De exemplu, am putea realiza o serie de interacțiuni interesante cu fotonii pentru a dezvolta comunicațiile cuantice sau pentru a interacționa cu computerele cuantice ale viitorului”, a adăugat Ferrier-Barbut.
