Luz para controlar átomos individuales a lo largo de nanofibras
El objetivo inicial del proyecto DIALON (From Dicke states to Anderson localisation of light in optical nanofibres) era investigar la modificación de las propiedades de emisión de los átomos en una guía de ondas ópticas inducida por la disposición lineal y posiblemente regular de los átomos a lo largo de la nanofibra. Sin embargo, un trabajo experimental preliminar reveló nuevos efectos significativos que se habían ignorado hasta entonces: cuando la luz está totalmente confinada, se vuelve quiral, lo que significa que la dirección de propagación del campo de luz y el signo del espín que lleva están vinculados. Debido a que estas propiedades quirales eran inesperadas y a que abrieron un nuevo campo de estudio para este sistema, se decidió reorientar el proyecto DIALON hacia el nuevo efecto. El proyecto fue capaz de lograr la manipulación de la resolución submicrométrica de los átomos atrapados. Mediante la explotación de las propiedades de polarización de la luz guiada por la fibra, se demostró que los átomos se pueden preparar en los estados cuánticos del espín que dependen de la posición de los átomos alrededor de la nanofibra. Los átomos situados en lados opuestos de la nanofibra óptica, a menos de una micra de distancia, pueden dirigirse individualmente a través de la radiación de microondas. Más allá de las grandes posibilidades que ofrece la luz confinada herméticamente, este trabajo ha proporcionado nuevas herramientas de peso para el control tanto del estado del espín cuántico como de la posición de los átomos atrapados. Esto será importante para el desarrollo de nuevos dispositivos integrados nanofotónicos. El resto del proyecto se dedicó al desarrollo de este tipo de dispositivos. El equipo utilizó el control del estado cuántico de los átomos atrapados y la polarización de los campos de luz guiados por nanofibras para lograr una memoria óptica basada totalmente en la fibra. Fueron capaces de detener por completo el pulso de luz de una sonda y almacenarlo en el conjunto de átomos antes de recuperarlo. El conjunto de nanofibras atrapadas constituyó una memoria óptica, una de las piezas fundamentales necesarias para las futuras redes ópticas de información cuántica. Los esfuerzos se centraron finalmente en demostrar un dispositivo integrado no recíproco, un aislador óptico que actúa en sentido único para la luz. Esto debería abrir una vía para el desarrollo de nuevos dispositivos ópticos integrados para redes cuánticas clásicas basadas en fibras.
Palabras clave
Nanofibras, DIALON, guía de ondas ópticas, átomos atrapados, estado cuántico del espín
