Команда физиков из Центра ультрахолодных атомов при Гарвардском университете и Массачусетского технологического института под руководством Михаила Лукина получила новый вид материи, состоящей из объединённых в молекулы фотонов – световых частиц.

Ранее считалось, что фотоны (частицы, из которых состоит свет) являются безмассовыми и потому взаимодействовать друг с другом не способны. То есть если два световых лазера направить друг на друга, то их лучи пройдут друг друга насквозь, никак не реагируя. Однако профессору Лукину и его команде удалось создать такие условия, при которых фотоны образуют между собой прочную связь и складываются в молекулы.

«Фотонные молекулы ведут себя не как обычные лазерные лучи, а как нечто близкое к научной фантастике – джедайские световые мечи, например» – заявляет Лукин.

Создание среды, при которой фотоны ведут себя так, как если бы имели массу, учёный описывает следующим образом. Вначале в вакуумную камеру поместили атомы рубидия и с помощью лазеров охладили атомное облако до температуры, близкой к абсолютному нулю. Затем с помощью лазерных лучей в установку запускались отдельные фотоны, которые, приближаясь к замороженным атомам рубидия, переходили в возбуждённое состояние и замедляли своё движение. На выходе из облака скорость фотонов восстанавливалась, а «состояние среды, как отмечает Лукин, оставалось таким же, каким было до «посещения» фотона».

Если же учёные запускали не один фотон, а несколько, то на выходе они становились скреплёнными, словно образуя молекулу. Этот эффект называется блокадой Ридберга: дело в том, что при возбуждении одного атома другие не могут перейти в то же возбуждённое состояние. То есть один возбуждённый атом будет возбуждать соседний и толкать его вперёд. После этого новый возбуждённый атом будет передавать энергию следующему, и так далее.

Учёные признаются, что эксперимент был проведён больше для забавы – чтобы проверить на прочность границы физической науки. Такого результата – создание новой материи – никто не ожидал, однако у открытия может быть масса практического применения. Кроме создания джедайских световых мечей, молекулы фотонов могут быть использованы при создании квантовых компьютеров, новых микрочипов и полностью трёхмерных структур, вроде кристалла.

Похожие статьи:

Теги: , , ,