В Варшавском университете создали голограмму одного-единственного фотона.

Пространственная структура отдельной частицы света — фотона — все больше интересует ученых; изучив ее, можно наладить квантовую коммуникацию на расстоянии, осуществлять квантовые расчеты и определить границы квантовой запутанности.

Однако получить изображение одного фотона труднее, чем нескольких.

Голограмма похожа на фотографию. Чтобы сделать двухмерный снимок, нужно зафиксировать только энергию волн света, отражающихся от объектов, но не их фазу. Для того, чтобы зафиксировать фазу исходящей от объекта, пользуются явлением интерференции — сложения волн. Измеряя интерферировавшую волну, складывающуюся из контрольной четко измеренной волны и волны, исходящей от объекта, создают голограммы.

Однако такой подход неприменим для отдельного фотона. Поэтому вместо классической интерференции электромагнитных волн польские ученые использовали квантовую интерференцию — явление взаимодействия волновых функций фотона.

Люди, создавшие голограмму фотона FUW, Grzegorz Krzyewski Радослав Хапкевич и Михал Яхура, авторы исследования.

Волновая функция — очень важное понятие в квантовой физике; ее квадрат определяет вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Поэтому вместо того, чтобы регистрировать изменение яркости света, варшавские физики измеряли изменение вероятности появления фотона в пространстве. Результаты совпали с теоретической моделью.

Этот эксперимент стал одним из первых, позволивших нам напрямую наблюдать один из параметров волновой функции — его фазу. Полученные данные могут приблизить нас к пониманию того, каков физический смысл волновой функции.