מגזין הטכניון | קיץ 2025

,) orbit בפוטונים לסיבוב השדה החשמלי, ולמסילה ( הקשורה לתנועה הסיבובית של הפוטון במרחב. דבר זה דומה באופן אינטואיטיבי לכדור הארץ, המסתובב סביב עצמו וגם מקיף את השמש במסלול מעגלי. קל לנו לדמיין את שתי תכונות הסיבוב הללו כגדלים נפרדים, אבל כשמנסים להכניס פוטונים למבנים הקטנים מאורך הגל הפוטוני - שזהו המאמץ שבו עוסק תחום הננופוטוניקה - מגלים שאי אפשר להפריד בין תכונות הסיבוב השונות, והפוטון מאופיין על ידי גודל יחיד, התנע הזוויתי הכולל. אז למה שנרצה בכלל להכניס פוטונים למבנים קטנים כל כך? לכך יש שתי סיבות עיקריות. האחת ברורה - זה יעזור לנו למזער התקנים שמשתמשים באור וכך לדחוס יותר פעולות לתא שטח קטן, בדומה למזעור של מעגלים אלקטרוניים. הסיבה הנוספת חשובה עוד יותר: מזעור זה מגביר את האינטראקציה בין הפוטון לחומר שדרכו הפוטון מתקדם (או נמצא בקרבתו), וכך מאפשר לייצר תופעות ושימושים שאינם אפשריים בפוטונים בממדים ה"רגילים" שלהם. גילו חוקרי Nature במחקר שפורסם בכתב העת הטכניון שאפשר לשזור פוטונים במערכות ננומטריות שגודלן כאלפית השערה, אולם השזירה אינה מתבצעת על ידי התכונות המקובלות של הפוטון כמו הסחרור או המסילה, אלא רק על ידי התנע הזוויתי הכולל. חוקרי הטכניון חשפו את התהליך שעוברים פוטונים מהשלב שבו הם מוכנסים למערכת הננומטרית ועד שהם יוצאים למערכת המדידה, ומצאו שהמעבר הזה מעשיר את מרחב המצבים שהפוטונים יכולים לשהות בהם. בסדרת מדידות מיפו החוקרים את אותם מצבים, שזרו אותם באותה תכונה ייחודית למערכות הננומטריות ואיששו את ההתאמה בין זוגות פוטונים המעידה על שזירות קוונטית. תגלית זו היא הגילוי הראשון של שזירות קוונטית חדשה שנה, והיא עשויה להוביל בעתיד לפיתוח 20- זה יותר מ כלים חדשים לתכנון של רכיבי תקשורת ומחשוב קוונטיים מבוססי פוטונים, כמו גם למזעור משמעותי שלהם. המחקר נתמך על ידי רשות החדשנות (תוכנית מגנ"ט), ), המכון לננוטכנולוגיה ע"ש ISF הקרן הלאומית למדע ( ראסל ברי בטכניון, המרכז למיקרו וננואלקטרוניקה ) ומרכז הקוונטום ע"ש הלן דילר. MNFU בטכניון ( 11 איור: התמרה, המתרחשת במערכת ננומטרית, של שני פוטונים למצב שזור בתנועה הסיבובית הכוללת shultzo3d שלום בוברמן,