محاسبات اخیر انجام‌شده، بیانگر این است که لنز چشم‌ماهی ماکسول (Maxwll’s Fisheye Lens) می‌تواند میان اتم‌هایی که با فاصله‌ی دلخواه از هم هستند، درهم‌تنیدگی کوانتومی ایجاد کند.

بیش از 150 سال از مطرح شدن لنز چشم‌ماهی می‌گذرد. این سیستم اپتیکی می‌تواند نوری را که پیرامون قوس آن است، به یک نقطه‌ی منفرد همگرا کند. پژوهش‌های نظری اخیر، نشان‌دهنده چگونگی عبور یک فوتون منفرد از یک اتم به اتمی دیگر، در داخل لنز چشم‌ماهی است. بنابر نتایج، فوتونی که واسطه‌ی برهمکنش میان اتم‌ها می‌شود از فاصله میان اتم‌ها مستقل است؛ بنابراین لنز چشم‌ماهی می‌تواند در ایجاد درهم‌تنیدگی میان اتم‌ها، موثرتر از دستگاه‌های کاواک‌محور باشد.

لنز چشم‌ماهی جسمی است کروی و متقارن که با فاصله گرفتن از مرکز، ضریب شکست آن کاهش می‌یابد. این لنز قادر است تمام پرتو‌های نوری که از یک نقطه دلخواه خارج می‌شوند، به نقطه‌ای در سمت مخالف متمرکز سازد. یکی از بحث‌های که به تازگی میان محققان شکل گرفته، مسئله محدودیت متمرکز شدن پرتوهای نور در طرف مخالف است. آیا به علت شکست نور، می‌توان تصویری ایده‌آل از نقطه دلخواه A در نقطه B (که در طرف مخالف نقطه A است) ایجاد کرد؟

در رهیافتی کوانتومی، یانوش پرسزل (Janos Perczel)، پیتر کومر (Peter Kómár)، میکائیل لوکین (Mikhail Lukin)، از موسسه فناوری ماساچوست، کمبریج و دانشگاه هاروارد، منبع و آشکارساز را با اتم‌های منفرد جایگزین کردند. یافته‌های آن‌ها حاکی از آن است که فوتون انتشار‌یافته توسط یک اتم، در ابتدا گسترش می‌یابد و تمامی نواحی لنز را، قبل از متمرکز شدن به موقعیت اتم دوم، پر می‌کند. متمرکز شدن نور به علت پدیده‌ی شکست محدود می‌شود؛ در نتیجه لنز چشم‌ماهی نمی‌تواند یک تصویر ایده‌آل ایجاد کند. با این وجود اتم دوم به طور موثر فوتون را جذب می‌کند که به معنای برهم‌کنش قوی و درهم‌تنیدگی میان اتم‌ها است. پیشنهاد پژوهشگران، آزمودن تجربی این پیش‌بینی‌ها است. بدین صورت که فوتون‌ها توسط ساختاری نازک و چندلایه ، که ضریب شکست آن مشابه با لنز چشم‌ماهی تغییر می‌کند، محدود شوند و مورد بررسی قرار گیرند.

این تحقیق در Physical Review A به چاپ رسیده است.

منبع:

https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevA.98.033803