TECHNOLOGY - познавательный журнал

Technology - Познавательный Журнал
14 июня 2015

Мечты сбываются!

Физики Михаил Лукин из Гарварда и Владан Вулетич из Массачусетского технологического института (MIT) фактически смогли создать новую форму материи из частиц света. Теперь световые мечи джедаев уже не выглядит глупой придумкой фантастов. Отчет о работе опубликован в журнале Nature.

Как отмечает сайт CNews, открытие ученых противоречит десятилетиями устоявшемуся общепринятому мнению о природе света. Уже давно считается, что фотоны - это безмассовые частицы, которые не взаимодействуют друг с другом. Проще говоря, два луча света просто проходят сквозь друг друга. Однако, созданные учеными "фотонные молекулы" ведут себя совсем иначе и, теоретически, делают возможными доселе невероятные вещи, например световой меч из "Звездных войн".

"Большая часть свойств света, которые мы знаем, связана с отсутствием массы у фотонов и тем, что они не взаимодействуют друг с другом, - объясняет Михаил Лукин. - Мы создали особый тип среды. В ней фотоны взаимодействуют друг с другом так сильно, что они начинают действовать так, как будто у них есть масса. В результате фотоны связываются вместе, образуя молекулы . Этот тип связанного фотонного состояния довольно долгое время предполагался теоретиками, но до сих пор не наблюдался".

"Аналогия со световыми мечами не будет неуместной, - продолжает Лукин. - Когда такие фотоны взаимодействуют, они отталкиваются, оказывая сопротивление друг другу. Физика происходящего с подобными молекулами сходна с той, которую мы наблюдаем в кино".

Чтобы добиться этого, в эксперименте рубидиевые атомы закачивали в вакуумную камеру, где их облачко охлаждалось до температуры в несколько кельвинов, передает "Компьюлента.ru". Затем слабыми лазерными импульсами в это облачко "забрасывали" отдельные фотоны. При столкновении с холодными атомами фотон был вынужден отдавать им энергию, теряя ее и в итоге резко замедляясь. По мере продвижения фотона через облачко его энергия передается от атома к атому и в конечном счете покидает облачко с тем же самым фотоном.

Затем физики попробовали выстрелить в облачко сразу двумя фотонами за раз. И вот результат: оба вышли вместе, как одна "молекула" - здесь сработал механизм так называемой ридберговской блокады. Когда один атом возбужден, ближайший к нему не может быть возбужден до той же степени. Когда фотон входит в облачко, он активирует атом, но должен уйти вперед до того, как второй фотон возбудит второй атом. Поскольку энергия фотона-1 передается от атома к атому, словно в эстафете, он и фотон-2 все время вынуждены двигаться вместе, в тесном взаимодействии.

В настоящее время ученые надеются применить новую технологию для разработки квантовых компьютеров. Более того, ученые не исключают, что в будущем появится возможность создавать кристаллы из фотонов, то есть чистого света.