Fóton individual é detectado sem ser destruído

Com informações da Science - 12/12/2013

[Imagem: Andreas Reiserer/MPQ]

É possível detectar algo tão frágil como um único fóton, sem destruí-lo.

Durante décadas os físicos acharam que isso era impossível.

Ao menos até o advento da chamada medição fraca, que também levantou incertezas sobre Heisenberg e a influência do observador sobre as medições quânticas.

Fontes de fótons individuais - uma espécie de conta-gotas de luz - têm importantes aplicações em todas as tecnologias que levam a palavra "quântica" no nome, incluindo computação, criptografia e transmissão de dados.

Coletores de fótons

Existem vários métodos capazes de detectar partículas individuais de luz, mas nenhum deles é muito eficaz.

A maioria dessas tecnologias destrói o fóton no processo de detecção, ou seja, utiliza toda a energia dos fótons detectados.

Para superar essas deficiências, Andreas Reiserer e seus colegas do Instituto Max Planck, na Alemanha, desenvolveram uma cavidade que é composta por dois espelhos altamente reflexivos, um de frente para o outro.

Quando um fóton entra na cavidade, ele vai e volta milhares de vezes entre os dois espelhos, antes de ser expulso ou perdido.

Isto leva a uma forte interação entre a partícula de luz e os átomos na cavidade.

Reiserer descobriu que, ao fazer o fóton sair do dispositivo, é possível detectá-lo e medi-lo alterando sua fase, em vez da sua energia.

Isso é importante porque, se um fóton não é destruído após a detecção, ele pode ser detectado mais de uma vez, o que pode aumentar a eficiência dos detectores e a confiabilidade da computação e da transmissão quântica de dados.

Além disso, nas redes quânticas os fótons são portadores de informação. A possibilidade de detectá-los sem destruí-los significa que eles podem se tornar qubits perfeitos.

Finalmente, a maioria dos experimentos na área usa fótons de micro-ondas. Agora, os pesquisadores trabalharam com fótons com comprimentos de onda úteis para a chamada internet quântica.

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