Naukowcy otrzymali bezpośrednie eksperymentalne potwierdzenie, że zniszczenie fotonu w części wiązki światła nie zmienia kształtu profilu wiązki (tj. „Nie rzuca cienia”), ale może zmienić jego jasność. Wcześniej efekt ten wykazano tylko w trybie uproszczonym, kiedy wiązka została podzielona na dwa kanały, a usunięcie fotonów w jednym kanale doprowadziło do zmian w drugim.
Artykuł badaczy Bezpośredni test braku cienia „kwantowego wampira” przy użyciu światła termicznego, przygotowany przez grupę fizyków z Centrum Technologii Kwantowych Wydziału Fizyki Uniwersytetu Moskiewskiego, został opublikowany w czasopiśmie Optics Letters.
Aby potwierdzić efekt „wampira kwantowego”, fizycy CCT stworzyli urządzenie, w którym jeden foton jest usuwany z części wiązki ciepła w kształcie wampira. Dla porównania uwzględniono również sytuację, w której w tym samym rejonie zachodziła klasyczna absorpcja światła, co doprowadziło do utraty średnio jednego fotonu. Jeśli w klasycznym przypadku zmienił się profil wiązki i „widoczny był cień”, to w przypadku kwantowym, gdy jeden foton został zniszczony, nie było cienia.
Przypomnijmy, że „wampir kwantowy” to efekt, w którym w pewnych warunkach ciało znajdujące się na drodze światła „nie rzuca cienia”. Jeśli w życiu codziennym jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że jakikolwiek obiekt, który przeszkadza części strumienia światła, powoduje cień (spadek natężenia oświetlenia), to w świecie kwantowym, jeśli obiekt jest zaprojektowany w taki sposób, że zamiast „tworzyć cień” pochłania dokładnie jeden foton za przeszkodą następuje osiadanie lub wzrost natężenia oświetlenia (w zależności od właściwości źródła promieniowania) na całym obszarze wiązki światła.
Efekt pozwala na lepsze zrozumienie - na poziomie intuicyjnym - tego, jak działa operator anihilacji fotonów, który jest podstawą mechaniki kwantowej i jest praktycznie wykorzystywany w szerokiej gamie zastosowań i technologii. Na przykład można go użyć do fizycznej symulacji silnika cieplnego kwantowego lub fotonicznego demona Maxwella. Odszczepienie fotonu umożliwia zwiększenie czułości interferometrów pola termicznego, poszerzenie możliwości optycznych obliczeń kwantowych oraz zwiększenie wydajności kwantowych systemów dystrybucji klucza.
Po raz pierwszy efekt „wampira kwantowego” odkryła eksperymentalnie grupa Aleksandra Lwowskiego. Naukowcy przeprowadzili eksperyment testowy, w którym jeden lub dwa fotony zostały podzielone na dwa kanały za pomocą rozdzielacza wiązki, a następnie dokonano warunkowego zniszczenia jednego fotonu w jednym z kanałów, co doprowadziło do tego, że foton został zniszczony jednocześnie w obu wiązkach.
Później pracownicy CCT w swojej pracy w 2018 roku udowodnili, że efekt ten będzie spełniony nie tylko dla kwantowych stanów światła przy określonej liczbie fotonów, ale także dla klasycznego światła ze źródła ciepła, czyli nie ma ono prawdziwie kwantowego charakteru.