26.09.2013
Редакция Naked Science
142

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.
Предстоящие мероприятия
Вчера, 19:27
Михаил Орлов

В последнее время Азовское море страдает от нашествий медуз-корнеротов. Местные исследователи из Азово-Черноморского филиала ВНИРО подошли к проблеме изобретательно и предложили использовать корнеротов как ценный продукт питания.

Позавчера, 16:42
Илья Ведмеденко

Украина, вероятно, потеряла недавно запущенный космический аппарат «Сич-2-30». Пока с ним нет устойчивой связи — или совсем никакой.

25 января
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: