Une nouvelle méthode pour façonner la matière en formes complexes, avec l’utilisation de la lumière « tordue », a été démontrée dans la recherche à l’Université de Strathclyde.
Lorsque les atomes sont refroidis à des températures proches du zéro absolu (-273 degrés C), ils cessent de se comporter comme des particules et commencent à se comporter comme des ondes.
Les atomes dans cet état, connus sous le nom de condensats de Bose-Einstein (BEC), sont utiles à des fins telles que la réalisation de lasers à atomes, la lumière lente, les simulations quantiques pour comprendre le comportement complexe de matériaux tels que les supraconducteurs et les superfluides, et la technique de mesure de précision de l’interférométrie atomique.
L’étude de Strathclyde a montré que lorsque la lumière torsadée est projetée sur un BEC en mouvement, elle se divise en grappes de gouttelettes de BEC qui se déplacent en suivant les caractéristiques de la lumière, le nombre de gouttelettes étant égal à deux fois le nombre de torsions lumineuses. La modification des propriétés du faisceau lumineux peut modifier à la fois le nombre de gouttelettes BEC et la façon dont elles se déplacent.
La recherche a été publiée dans Lettres d’examen physique.
Grant Henderson, un doctorat. étudiant au département de physique de Strathclyde, est l’auteur principal de l’article. Il a déclaré: « En dirigeant un faisceau laser sur un BEC, nous pouvons influencer son comportement. Lorsque le faisceau laser est » tordu « , il a un profil de phase hélicoïdal et transporte un moment angulaire orbital (OAM). Les faisceaux laser avec OAM peuvent piéger et faire pivoter les particules microscopiques, se comportant comme une clé optique.
« Cette méthode consistant à faire briller la lumière torsadée à travers des atomes ultra-froids ouvre une nouvelle et simple façon de sculpter la matière dans des formes non conventionnelles et complexes. Elle a le potentiel pour la conception de nouveaux dispositifs quantiques tels que des circuits atomtroniques et des détecteurs ultra-sensibles. »
Grant W. Henderson et al, Control of Light-Atom Solitons and Atomic Transport by Optical Vortex Beams Propagating through a Bose-Einstein Condensate, Lettres d’examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.129.073902