Ótica Quântica: imagens fantasmagóricas

A técnica de “imagem fantasma” quântica pode ser realizada com a interferência de um único fóton.

A “imagem fantasma” – uma técnica com base na correlação quântica entre os pares de fótons – capacita uma câmera fotográfica para registrar as imagens de objetos que não são diretamente visíveis pela lente da câmera.

Essa tecnologia dá possibilidade de que os satélites artificiais fotografem através de nuvens ou os detectores revelem armas e explosivos escondidos em algum arsenal no planeta.

Em comunicação científica publicada nesta semana, a equipe de Kaige Wang na Universidade Normal de Pequim, mostra que a “imagem fantasma” pode ser produzida através da interferência de único fóton em um interferômetro incoerente.

Estudos recentes têm mostrado que uma fonte térmica de luz pode imitar uma fonte de dois fótons entrelaçados no desempenho de “imagem fantasma”.

Um divisor de luz divide um feixe de luz térmica em dois: um feixe ilumina o objeto e o outro feixe serve como uma referência.

É possível reconstruir uma imagem do objeto através de medidas da intensidade de correlação desses dois feixes de luz.

O interferômetro dos pesquisadores é baseado em um conceito semelhante: um divisor de “feixe de entrada” divide um feixe de luz incoerente em dois e os espelhos desviam os feixes de luz de modo que a interferência ocorra em um divisor do “feixe de saída”.

Os pesquisadores reconstruíram com sucesso a imagem de um objeto através do padrão de intensidade da interferência (veja as imagens: a foto original (acima) e a foto reconstruída (abaixo)).ImagemFantasma

A análise teórica mostra que a “imagem fantasma” envolve a correlação de campo de primeira ordem e, como resultado, pode ser realizada através da interferência de um único fóton.

Referência:
Gao, L. et al. Correlated imaging with one-photon interference. Phys. Rev. A 80, 021806 (2009).

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