دانشمند ایرانی موسسه فن‌آوری فدرال (ETH) سوییس و همکارانش موفق به ساخت کوچکترین ایستگاه رادیویی دنیا شدند؛ دو مولکول که از طریق تک فوتون‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند!
دکتر وحید صندوقدار، سرپرست تیمی تحقیقاتی در موسسه ETH با همکاری محققانی از موسسه ماکس پلانک آلمان در تحقیقات خود نشان دادند که حتی یک تک فوتون در حال حرکت می تواند با یک تک اتم یا مولکول در تعامل باشد.
اصلی ترین چالش پیش روی محققان تأمین یک منبع مناسب از تک فوتون با فرکانس و پهنای باند مناسب است.
زمانی که یک اتم یا مولکول یک فوتون را جذب می کند، یک انتقال موسوم به حالت برانگیخته ایجاد می شود. پس از چند نانوثانیه (یک هزار میلیونیوم پانیه) این حالت برانگیختگی تنزل پیدا کرده و یک فوتون ساطع می کند.
تیم تحقیقاتی در آزمایش خود از دو نمونه حاوی مولکول فلوئورسنت جاسازی شده در بلورهای آلی استفاده کردند و آنها را تا 272- درجه سانتی گراد سرد کردند. تک مولکول ها در هر دو نمونه با ترکیبی از انتخاب طیفی و فاصله ای شناسایی شدند.
برای تولید فوتون منفرد، یک تک مولکول در نمونه منبع برانگیخته شد. با کاهش حالت برانگیختگی مولکول، فوتون های ساطع شده جمع آوری و بر روی نمونه هدف در فاصله چند متری متمرکز شدند.
برای حصول اطمینان از مشاهده فوتون های ساطع شده توسط مولکول، تیم تحقیقاتی باید مطمئن می شد که آنها فرکانسی مشابه فرکانس فوتون داشته باشند. اندازه مولکول یک نانومتر (100 هزار برابر باریکتر از قطر موی انسان) است، اما تمرکز پرتو نمی تواند کمتر از چند صد نانومتر باشد. در این حالت بیشتر نور ورودی از اطراف مولکول عبور می کند. در فرآیند جدید مولکول مانند یک آنتن عمل می کند که پرتوهای نوری ساطع شده را در مجاورت خود به دام می اندازد.
نتایج این تحقیق که در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، نخستین نمونه از یک ارتباط راه دور بین دو آنتن کوانتومی نوری در مقایسه با آزمایشات هرتز و مارکونی روی آنتن های رادیویی در قرن نوزدهم است.
وحید صندوقدار که در سال 1345 در تهران متولد شده، تحصیلات متوسطه خود را در دبیرستان علامه حلی (تیزهوشان) و تحصیلات لیسانس خود را در دانشگاه کالیفرنیا در دیویس به پایان برده و پس از طی تحصیلات کارشناسی ارشد و دکتری در دانشگاه «ییل» آمریکا» از سال 2001 به عنوان استاد تمام در آزمایشگاه شیمی فیزیک موسسه فن‌آوری فدرال سوئیس (ETH) در زوریخ فعالیت دارد.
