Les scientifiques ont reçu une confirmation expérimentale directe que la destruction d'un photon dans une partie du faisceau lumineux ne modifie pas la forme du profil du faisceau (c'est-à-dire "ne projette pas d'ombre"), mais peut modifier sa luminosité. Auparavant, cet effet n'était démontré que dans un régime simplifié, lorsque le faisceau était divisé en deux canaux et que l'élimination des photons dans un canal entraînait des changements dans l'autre.
L'article des chercheurs Test direct de l'absence d'ombre du «vampire quantique» à l'aide de la lumière thermique, préparé par un groupe de physiciens du Centre des technologies quantiques de la Faculté de physique de l'Université d'État de Moscou, a été publié dans la revue Optics Letters.
Pour confirmer l'effet «vampire quantique», les physiciens du CCT ont créé un dispositif dans lequel un photon est retiré de la partie en forme de vampire du faisceau de chaleur. A titre de comparaison, la situation a également été considérée lorsque l'absorption classique de la lumière se produisait dans la même région, conduisant au fait qu'en moyenne, un photon était perdu. Si dans le cas classique le profil du faisceau a changé et «une ombre était visible», alors dans le cas quantique, lorsqu'un photon était détruit, il n'y avait pas d'ombre.
Rappelons qu'un "vampire quantique" est un effet qui, dans certaines conditions, un corps qui se trouve sur le chemin de la lumière "ne projette pas d'ombre". Si dans la vie de tous les jours nous sommes habitués au fait que tout objet qui gêne une partie du flux lumineux provoque une ombre (un plongeon dans l'illumination), alors dans le monde quantique, si un objet est conçu de telle manière qu'il absorbe exactement un photon, au lieu de "former une ombre" derrière l'obstacle il y a un affaissement ou une augmentation de l'éclairage (selon les propriétés de la source de rayonnement) sur toute la surface du faisceau lumineux.
L'effet permet une meilleure compréhension - à un niveau intuitif - du fonctionnement de l'opérateur d'annihilation de photons, qui est à la base de la mécanique quantique et est pratiquement utilisé dans une grande variété d'applications et de technologies. Par exemple, il peut être utilisé pour simuler physiquement un moteur thermique quantique ou le démon photonique de Maxwell. La séparation d'un photon permet d'augmenter la sensibilité des interféromètres à champ thermique, d'élargir les possibilités de l'informatique quantique optique et d'augmenter l'efficacité des systèmes de distribution de clés quantiques.
Pour la première fois, l'effet du "vampire quantique" a été découvert expérimentalement par le groupe d'Alexandre Lvovsky. Les scientifiques ont mené une expérience de test dans laquelle un ou deux photons ont été divisés en deux canaux par un séparateur de faisceau, puis la destruction conditionnelle d'un photon a été réalisée dans l'un des canaux, ce qui a conduit au fait que le photon a été détruit simultanément dans les deux faisceaux.
Plus tard, les employés du CCT dans leur travail en 2018 ont prouvé que cet effet se produirait non seulement pour les états quantiques de la lumière avec un nombre donné de photons, mais aussi pour la lumière classique provenant d'une source de chaleur, c'est-à-dire qu'elle n'a pas une nature vraiment quantique.
