Календарь новостей

« Ноябрь 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
	1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

Ученые создали новую форму материи

Источник: easter.ne.jp

Исследователи Университета Гарварда (UH) и Массачусетского технологического института (США) бросили вызов общепринятому мнению о природе света. Команда профессора UH Михаила Лукина и профессора MIT Владана Вулетика смогли заставить фотоны связаться вместе и образовать подобие молекулы. Рассуждения о возможности такого состояния вещества раньше были чисто теоретическими. До сих пор фотоны считались частицами, не имеющими массы и не способными взаимодействовать друг с другом. Чтобы изменить поведение фотонов, ученые создали особый тип среды. Как объясняет профессор Лукин, он и его коллеги начали с накачки вакуумной камеры атомами рубидия. За счет лазерного охлаждения они охладили облако атомов до температуры чуть выше абсолютного нуля.

Затем, используя крайне слабые лазерные импульсы, они выстрелили в облако одиночными фотонами. Как только фотон попадает в облако холодных атомов, он возбуждает атомы на своем пути и значительно замедляется. Так как фотон двигается через облако, энергия передается от атома к атому, и, в конце концов, выходит из облака вместе с фотоном. Профессор Лукин поясняет, что, когда фотон выходит из среды, его идентичность сохраняется. Похожий эффект наблюдается при прохождении света через стакан с водой. Свет проникает в воду, отдавая часть своей энергии среде. Внутри среды фотоны существуют как свет и материя, связанные между собой, но когда они выходят, это опять только свет.

В новом эксперименте происходит то же самое, только при более экстремальных условиях. Фотон больше энергии отдает среде и сильнее замедляется. Когда же ученые выпустили в облако атомов сразу два фотона, они увидели, что частицы двигаются и выходят из среды вместе, как одна «молекула». По словам профессора Лукина, этот необычное явление объясняется эффектом, называемым блокадой Ридберга: при возбуждении атома, соседние атомы не могут быть возбуждены в той же степени. На практике это означает, что когда два фотона попадают в облако, первый фотон воздействует на атом, но должен двигаться вперед до того, как второй начнет возбуждать соседние атомы. Фактически, это означает, что два фотона толкают и тянут друг друга, по мере того, как их энергия передается от одного атома к другому.

Они ведут себя не как единичные частицы, а как своеобразная молекула, и в таком же состоянии выходят из среды. Такой необычный эффект важен не только для фундаментальной науки, но и для практических приложений. Фотоны остаются наилучшим средством для работы с квантовой информацией. Но тот факт, что до сих пор фотоны не взаимодействовали друг с другом, препятствовал развитию квантовых вычислительных систем. Теперь это ограничение может быть снято. Конечно, необходимо улучшить производительность системы, но правильность концепции уже доказана. Со временем, открытие может помочь в создании сложных трехмерных кристаллоподобных структур, полностью состоящих из света.

Подготовлено по материалам (источник): phys.org
Дата: 26 сентября 2013
Другие новости, которые читают вместе с этой: Увидеть фотон без его поглощения Впервые в мире получена молекула Ридберга Перспективный композит с эрбием для фотонных систем Создана новая установка для регистрации отдельных атомов Осуществлена практичная реализация системы квантовой криптографии Люминесцентный дизайн солнечных батарей позволяет добиться большей эффектив ...