Gli scienziati hanno ricevuto una conferma sperimentale diretta che la distruzione di un fotone in una parte del raggio di luce non modifica la forma del profilo del raggio (cioè "non proietta un'ombra"), ma può cambiare la sua luminosità. In precedenza, questo effetto era stato dimostrato solo in un regime semplificato, quando il raggio era diviso in due canali e la rimozione dei fotoni in un canale portava a cambiamenti nell'altro.
L'articolo dei ricercatori Test diretto dell'assenza dell'ombra del "vampiro quantistico" con l'uso della luce termica, preparato da un gruppo di fisici del Centro per le tecnologie quantistiche della Facoltà di fisica dell'Università statale di Mosca, è stato pubblicato sulla rivista Optics Letters.
Per confermare l'effetto "vampiro quantistico", i fisici CCT hanno creato un dispositivo in cui un fotone viene rimosso dalla parte a forma di vampiro del raggio di calore. Per confronto, è stata presa in considerazione anche la situazione quando l'assorbimento classico della luce si verificava nella stessa regione, portando al fatto che, in media, un fotone andava perso. Se nel caso classico il profilo del raggio cambiava e "un'ombra era visibile", allora nel caso quantistico, quando un fotone veniva distrutto, non c'era ombra.
Ricordiamo che un "vampiro quantistico" è un effetto che in determinate condizioni un corpo che si trova nel percorso della luce "non proietta un'ombra". Se nella vita di tutti i giorni siamo abituati al fatto che qualsiasi oggetto che intralcia una parte del flusso luminoso provoca un'ombra (un calo di illuminazione), allora nel mondo quantistico, se un oggetto è progettato in modo tale da assorbire esattamente un fotone, invece di "formare un'ombra" dietro l'ostacolo c'è un abbassamento o un aumento dell'illuminazione (a seconda delle proprietà della sorgente di radiazione) su tutta l'area del fascio luminoso.
L'effetto consente una migliore comprensione - a livello intuitivo - di come funziona l'operatore di annichilazione dei fotoni, che è alla base della meccanica quantistica ed è praticamente utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni e tecnologie. Ad esempio, può essere utilizzato per simulare fisicamente un motore termico quantistico o il demone fotonico di Maxwell. La scissione di un fotone consente di aumentare la sensibilità degli interferometri a campo termico, espandere le possibilità del calcolo quantistico ottico e aumentare l'efficienza dei sistemi di distribuzione delle chiavi quantistiche.
Per la prima volta l'effetto del "vampiro quantistico" è stato scoperto sperimentalmente dal gruppo di Alexander Lvovsky. Gli scienziati hanno condotto un esperimento di prova in cui uno o due fotoni sono stati divisi in due canali da un divisore di fascio, quindi la distruzione condizionale di un fotone è stata realizzata in uno dei canali, e questo ha portato al fatto che il fotone è stato distrutto simultaneamente in entrambi i fasci.
Successivamente, i dipendenti CCT nel loro lavoro nel 2018 hanno dimostrato che questo effetto sarà soddisfatto non solo per gli stati quantici di luce con un dato numero di fotoni, ma anche per la luce classica da una fonte di calore, cioè non ha una natura veramente quantistica.
