Des chercheurs de l’Université d’East Anglia ont proposé une nouvelle façon d’utiliser la lumière quantique pour « voir » le son quantique.
Un nouvel short article publié aujourd’hui révèle l’interaction quantique-mécanique entre les vibrations et les particules de lumière, appelées photons, dans les molécules.
On espère que cette découverte pourra aider les scientifiques à mieux comprendre les interactions entre la lumière et la matière à l’échelle moléculaire.
Et cela ouvre potentiellement la voie à la résolution de questions fondamentales sur l’importance des effets quantiques dans des purposes allant des nouvelles technologies quantiques aux systèmes biologiques.
Le Dr Magnus Borgh de l’École de physique de l’UEA a déclaré : « Il existe une controverse de longue date en physique chimique sur la character des processus par lesquels l’énergie des particules de lumière est transférée au sein des molécules.
« Sont-elles fondamentalement quantiques ou classiques ? Les molécules sont des systèmes complexes et désordonnés, vivid constamment. Remark ces vibrations affectent-elles les processus de mécanique quantique dans la molécule ?
« Ces processus sont généralement étudiés à l’aide de methods reposant sur la polarisation – la même propriété de la lumière utilisée dans les lunettes de soleil pour réduire les reflets. Mais il s’agit d’un phénomène classique.
« Les techniques de l’optique quantique, le domaine de la physique qui étudie la character quantique de la lumière et ses interactions avec la matière à l’échelle atomique, peuvent offrir un moyen d’étudier de véritables effets quantiques directement dans les systèmes moléculaires. »
Le comportement quantique peut être révélé en étudiant les corrélations dans la lumière émise par une molécule placée dans un champ laser. Les corrélations répondent à la concern de savoir quelle est la probabilité que deux photons soient émis très près l’un de l’autre et peuvent être mesurées à l’aide de methods standard.
Ben Humphries, doctorant en chimie théorique à l’UEA, a déclaré : « Notre recherche montre que lorsqu’une molécule échange des phonons – des particules sonores de mécanique quantique – avec son environnement, cela produit un signal reconnaissable dans les corrélations de photons. »
Alors que les photons sont régulièrement créés et mesurés dans des laboratoires du monde entier, les quanta individuels de vibrations, qui sont les particules sonores correspondantes, les phonons, ne peuvent en général pas être mesurés de la même manière.
Les nouvelles découvertes fournissent une boîte à outils pour étudier le monde du son quantique dans les molécules.
Le chercheur principal, le Dr Garth Jones, de l’École de chimie de l’UEA, a déclaré : « Nous avons également calculé les corrélations entre les photons et les phonons.
« Ce serait très excitant si notre short article pouvait inspirer le développement de nouvelles techniques expérimentales pour détecter directement des phonons individuels », a-t-il ajouté.
