Ученые получили абсолютно новую форму материи — Naked Science
26.09.2013
Редакция Naked Science

Ученые получили абсолютно новую форму материи

Впервые ученым удалось создать среду, в которой фотоны стали взаимодействовать друг с другом, образуя абсолютно новую форму материи – «фотонные молекулы». Раньше это явление рассматривалось лишь теоретически.   Физики Михаил Лукин и Владан Вулетич провели эксперимент, в результате которого опровергли общепринятое представление о  том, что  безмассовые фотоны не способны взаимодействовать друг с другом.    –...

b547e5586ddefd72b677ed56a7c5bd71
©Wikipedia

Впервые ученым удалось создать среду, в которой фотоны стали взаимодействовать друг с другом, образуя абсолютно новую форму материи – «фотонные молекулы». Раньше это явление рассматривалось лишь теоретически.

 

Физики Михаил Лукин и Владан Вулетич провели эксперимент, в результате которого опровергли общепринятое представление о  том, что  безмассовые фотоны не способны взаимодействовать друг с другом.

 

 – Большинство известных нам свойств света обусловлены тем, что фотоны не имеют массы и не взаимодействуют друг с другом. Но нам удалось создать среду особого типа, в которой фотоны взаимодействуют настолько сильно, что начинают вести себя так, как если бы имели массу, и связываются друг с другом, образуя молекулы. Этот тип связанного состояния фотонов уже довольно давно обсуждается теоретически, но до сих пор его не удавалось наблюдать,  –  говорит Лукин.

 

Чтобы заставить фотоны взаимодействовать, образовывая подобие молекулы, ученые поместили облако атомов рубидия в вакуумную камеру, температура в которой была на несколько градусов выше нуля.  Затем, при помощи очень слабых лазерных импульсов, в облако атомов направляли одиночные фотоны.

 

– Когда фотон попадает в облако холодных атомов, его энергия приводит атомы, которые «встретились ему на пути», в состояние возбуждения, что резко замедляет движение фотона. По мере того, как он движется сквозь облако, его энергия переходит от атома к атому и в конце концов выходит из облака вместе с фотоном. Когда фотон выходит из этой среды, его идентичность сохраняется. Это тот же эффект, который мы наблюдаем при преломлении света в стакане воды. Свет входит в воду, передает часть своей энергии среде и существует внутри нее одновременно как свет и вещество. Но выйдя из воды, он по-прежнему остается светом. В проведенном эксперименте с фотонами происходит примерно то же, только в более высокой степени: свет существенно замедляется  и передает среде больше энергии, чем при рефракции, – рассказывает Лукин.

 

Направив в облако два фотона, которые в обычной среде и «не заметили» бы друг друга, ученые обнаружили, что выходят они вместе, как единая молекула. 

 

– Этот эффект называется блокадой Ридберга. Он заключается в том, что когда атом находится в возбужденном состоянии, ближние к нему атомы не могут быть возбуждены до той же степени. Практически это значит, что когда в атомное облако входят два фотона, первый возбуждает какой-либо атом, но должен продвинуться вперед прежде, чем второй фотон приведет в возбуждение соседний. По мере того, как энергия двух фотонов переходит от атома к атому, они как бы тянут и толкают друг друга сквозь атомное облако. Фотонное взаимодействие обусловлено атомным взаимодействием. Оно заставляет два фотона вести себя подобно молекуле, и среду они с высокой вероятностью покинут  вместе, как один фотон, – объяснил Лукин.

 

Этот эффект можно использовать как  в классических оптических системах, так  и в системах квантовой логики.  Кроме того, Лукин предполагает, что из «фотонных молекул» однажды удастся сложить трехмерные «световые кристаллы».

 

Марина Морская

 

 

Далее: Без границ. Искусство Кулдара Лимента

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 19:09
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Позавчера, 17:26
Мария Азарова

Оманские спелеологи, наконец, спустились на дно загадочного «Адского колодца» на востоке Йемена — бархута, которого избегают многие местные жители, так как уверены, что там живут джинны.

7 часов назад
Мария Азарова

Простой алгоритм действий, предложенный австралийским врачом и серфером, позволит избежать смертельных исходов, связанных с укусом акулы в область нижних конечностей.

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:09
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Позавчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: