Fizycy z MIT otworzyli nową formę światła

Fizycy z MIT otworzyli nową formę światła
Jeśli włączysz dwie latarki i przekroczysz ich promienie, nic się nie wydarzy. Powodem jest to, że fotony nie współdziałają ze sobą. Ale co, gdyby tak nie było, a cząsteczki światła mogłyby przyciągać i odpychać się nawzajem jak zwykłe atomy? Być może w tym przypadku promienie światła spotykające się nawzajem wzmacniają się i łączą w jeden świetlisty strumień.

To wydaje się pustym fantazjom, których realizacja jest niemożliwa zgodnie z obowiązującymi prawami fizyki. Jednak naukowcy z Massachusetts Institute of Technology spowodowali interakcję fotonów. W swoim eksperymencie, który mówi Science Daily, trzy cząstki światła utknęły w całość, tworząc całkowicie nowy rodzaj światła.

Christine Daniloff / MIT
Pierwsze udane eksperymenty miały miejsce w 2013 roku, kiedy po raz pierwszy zarejestrowano interakcję pary fotonów. W nowej pracy naukowcy są zainteresowani tym, czy możliwe jest związanie trzech lub więcej cząstek światła. Aby tego dokonać, przegapili bardzo słabą wiązkę laserową przez gęstą chmurę ultrazimnych atomów rubidu. Na wyjściu fotonów zostały połączone pary i trojaczki. W przeciwieństwie do wolnych fotonów, które nie mają masy i poruszają się z prędkością 300 000 km / s, struktury te uzyskały ułamek masowy elektronu i spowolniły około 100 000 razy.

Opracowano specjalny model fizyczny wyjaśniający to zjawisko. Według autorów, podróżując przez gęstą chmurę rubidu, kilka fotonów przeskakuje z jednego atomu na drugi. W ten sposób stają się one tak zwanymi polarytonami – pół fotonami, pół atomami. Polaritony potrafią współdziałać poprzez łączenie poprzez swoje atomowe składniki. Przy wyjściu z chmury polaritony znów stają się fotonami, ale pozostają w łączności. Można powiedzieć, że fotony "pamiętają" to, co stało się z nimi w chmurze.

Powiązane fotony można uznać za skomplikowane, co pozwala na ich wykorzystanie do komunikacji, na przykład w światłowodach. Otwiera to nowe możliwości rozpowszechniania informacji i obliczeń kwantowych. Zespół ma nadzieję odkryć inne ciekawe interakcje fotonów – na przykład odpychanie, a nawet tworzenie regularnych wzorów lub kryształów.

Izraelscy fizycy osiągnęli 5-krotne przyspieszenie komunikacji kwantowej, przełamując główne ograniczenie spowalniające transfer danych – niską prędkość pomiarów kwantowych. Umożliwi to tworzenie bardziej zaawansowanych linii komunikacyjnych i komputerów kwantowych.

Powiązane wiadomości