Наука

Союз фотонов. Открытие в МТИ

0 155
Shape 15 Created with Avocode.
Союз фотонов. Открытие в МТИ

Союз фотонов. Открытие в МТИ

Из школьного курса физики мы знаем, что фотоны не вступают во взаимодействие между собой. Попробуйте взять два источника света, включить и скрестить их лучи. Ничего не происходит. А если бы фотоны вели себя как простые атомы? И встречаясь, образовывали бы мощный поток света?


Нет, это не научная фантастика, нарушающая все известные законы физики. Ведь мы точно знаем — фотоны не образуют связей, это свободные частицы. Фотон («свет» на древнегреческом) — квант света. Частица, не обладающая массой. Передвигается в вакууме со скоростью света. Является носителем электромагнитного взаимодействия.

Но не стоит думать, что все открытия в мире уже совершены и новых прорывов в науке уже не может быть. В подтверждение этому есть неоспоримое доказательство: в Массачусетском технологическом институте после многочисленных попыток ученые смогли заставить световые частицы вступить во взаимодействие. А именно — 3 фотона, сближаясь, образовывали союз, который становился источником нового вида света.

Соединения фотонов

Эксперименты начались достаточно давно.

Первые, показывающие положительный результат, опыты были проведены в далеком 2013 году. Тогда во взаимодействие заставили вступать два фотона, что само по себе достаточно удивительно. 

В новой серии экспериментов ученые поставили цель заставить вступить во взаимодействие большее количество световых частиц: три и выше. Во время испытаний создавали достаточно разряженный луч лазера, которому надо было пройти через облако атомов рубидия высокой концентрации и ультранизкой температуры. Самое примечательное, что, пройдя сквозь это облако, фотоны были объединены в союз по две и три единицы. Напомним, что свободные фотоны с нулевой массой, имеют скорость движения 300 тыс. км/с. И, в отличие от них, соединения из двух и трех частиц стали обладать массой, и их скорость упала в 100 тысяч раз.

Наполовину фотоны и наполовину электроны

Чтобы прояснить ситуацию и научно объяснить это явление, разработали уникальную физическую модель. Авторы считают, что во время прохождения через высококонцентрированное облако из частиц рубидия, фотоны могут перепрыгивать с атома на атом. В этот момент они превращаются в поляритоны, обладающие одновременно свойствами электронов и фотонов, имеющие способность к соединению благодаря своим атомным свойствам. На выходе из облака эти атомы снова претерпевают метаморфозы. Они возвращаются в состояние фотонов, но связи их сохраняются. Световые частицы как будто «запоминают» свои изменения, случившиеся в облаке, и не желают забыть.

Запутанные частицы

Новые, соединенные по две и три одновременно, стоит рассматривать как запутанные. Это дает основание искать им широкое применение в оптоволоконной прикладной физике. Такое открытие дарит новые ресурсы для сверхбыстрой передачи данных. Также оно открывает новые возможности в квантовой физике, не как в теоретической науке, а для ее практического применения, создания еще более новых технологий.

Команда, которая проводила эти опыты и добилась потрясающего результата, не желает останавливаться. В скором времени будут проводиться серии экспериментов, нацеленные на обнаружение других свойств световых частиц, например, отталкивание одиночных фотонов, а также соединений. При этом большую значимость имела бы способность световых частиц образовать правильные узоры на кристаллах.

Квантовая электроника

В это время в Израиле ученые смогли достичь пятикратного ускорения коммуникации посредством квантовой передачи, сумев преодолеть замедляющее ограничение. Эти открытия позволяют задуматься о более совершенных способах передачи информации и о квантовой электронике.



Записи в журнале

Акции и промо-коды от магазинов электроники, а тажке новости науки и технологий.