شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم‌های کوانتومی

شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم‌های کوانتومی

پدیده شفافیت القایی الکترومغناطیسی (EIT) یکی از پدیده‌های اساسی و پرکاربرد در علوم و فناوری‌های کوانتومی می‌باشد.

به طوری که بررسی آن به صورت تجربی و امکان دستیابی به آن در اهم مطالعات پایه در دستیابی به علوم کوانتومی مورد نظر قرار می‌گیرد. دو حوزه اصلی که پدیده EIT در آنها کاربرد دراد علوم اطلاعات کوانتومی و اپتیک غیرخطی هستند.
این پدیده یک اثر غیرخطی کوانتومی است که در فرآیند برهمکنش بین تابش و ماده رخ می دهد. در این اثر، بین مسیرهای گذار در ماده در اثر تابش تداخل کوانتومی رخ می‌دهد. به دلیل پاشندگی شدید ایجاد شده در ماده در اثر تداخل کوانتومی، یک قله عبوردهی در منحنی جذب ماده ظاهر می‌شود و سرعت گروه تابش الکترومغناطیسی مورد نظر نیز به سرعت کاهش می‌یابد. تحقق این پدیده در محیط یا ماده تحت تابش، روشی برای حذف اثر حضور ماده در انتشار تابش الکترومغناطیسی است. در واقع میدان الکترومغناطیسی لیزر یاد شده پاسخ اپتیکی محیط را کنترل می‌کند.
فوتون‌ها به صورت عادی ذرات بدون برهمکنش هستند و بنابراین تحت تأثیر اختلالات محیط قرار نمی‌گیرند و از این رو گزینه مناسبی برای انتقال اطلاعات هستند. اما از طرف دیگر برای پردازش اطلاعات نیاز است که بین حمل کننده‌های اطلاعات یعنی فوتون‌ها و یا بین فوتون‌ها و الکترون‌ها برهمکنش صورت گیرد. یکی از چالش‌های اصلی علم نور شناخت غیرخطی بررسی خواص مواد به منظور افزایش این برهمکنش هاست در حالی که فرآیندهای ناخواسته و مخربی که در سیستم وجود دارد مثل جذب فوتون‌ها نیز کمینه گردد. در واقع این مهم در اپتیک غیرخطی توسط اثر EIT محقق می‌گردد، در EIT همدوسی ایجاد شده در اتم‌ها در اثر تداخل کوانتومی مسیرهای گذار باعث می‌شود جفت‌شدگی ماده و میدان تابش در حالت تشدید کاملاً از بین برود و ضریب شکست ماده در تشدید نزدیک به واحد باشد. لذا جذب خطی حذف می‌شود و تابش عبور می‌کند. مسأله مهم‌تر از عبوردهی در بررسی پدیده EIT آن است که وقتی جذب تشدیدی حذف می‌شود، اثرات غیرخطی اپتیکی افزایش می‌یابد. در جایی که ضریب شکست از مقدار واحد عبور می‌کند، پاشندگی شیب تندی دارد و در جایی که جذب ناچیز است پاشندگی خطی است. این موارد غیرمعمول در سیستم‌های اتمی منجر به رخداد پدیده‌های زیر می‌شود :
•    سرعت گروه بسیار کم
•    فشرده‌سازی طولی تپ
•    ذخیره‌سازی نور
•    ترکیب غیرخطی مؤثر
این موارد در نور شناخت غیرخطی بسیار مهم و دارای کاربردهای زیادی است. همچنین امکان ذخیره‌سازی تابش در علم پردازش اطلاعات کوانتومی و ارتباطات کوانتومی بسیار اهمیت دارد.