по популярности / по алфавиту

эксперт
Сергей Муравьев:

Сергей Муравьев: Во что верят физики?

«Путешествие в прошлое науки необходимо, чтобы понять, из чего на самом деле состоит известная нам физика»

подробнее

Проект ИТЭР

Лазерная физика будущего

Безопасность АЭС: Чем заменить цирконий?

"МАГИЧЕСКИЕ ПУЛИ" ДЛЯ ТЕРАПИИ РАКА

Что такое солитон? / Как разгадать цунами

Студенческое путешествие в Арктику / Экспедиция Картеш

Фотоны научились слипаться

Фотоны научились слипаться

Автор:

Фото: learnchemisrty.weebly.com, mit.edu

Дата : 19.02.2018 7:54

Теперь световые частицы можно использовать для квантовых вычислений

Если взять два фонарика и осветить темную комнату так, чтобы лучи пересекались, ничего особенного не произойдет. Ведь отдельные фотоны не взаимодействуют, они пронизывают друг друга подобно призракам. Но что, если бы эти частицы могли притягиваться и отталкиваться, как атомы в материи? Наиболее вероятный сценарий — два луча света сольются в единый светящийся поток.

Может показаться, что такой оптической эффект вряд ли возможен в рамках существующих законов физики. Однако команда ученых из Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и других научных учреждений выяснила, что фотоны, действительно, могут взаимодействовать. Это достижение позволит использовать кванты света для выполнения чрезвычайно быстрых и невероятно сложных квантовых вычислений.

В статье, опубликованной в журнале Science, физики во главе с Владаном Вулетичем, Лестером Вулфом (MIT) и Михаилом Лукиным (Гарвард) описывают наблюдение за тремя фотонами, которые «слиплись», формируя совершенно новый вид фотонной материи.

Впервые физикам удалось засечь взаимодействие пары фотонов в 2013 году. С тех пор они пытались понять: можно ли добавить к этой связке дополнительные частицы? Чтобы это выяснить, команда использовала тот же самый экспериментальный подход, что и для двухфотонных «молекул».

Во время экспериментов исследователи пропустили очень слабый лазерный луч через плотное облако ультрахолодных атомов рубидия, а на выходе из этого облака констатировали – одиночные кванты света объединились в пары и триплеты.

Обычные фотоны не имеют массы и движутся со скоростью 300 000 км/с. А вот связанные частицы фактически приобрели массу доли электрона. Кроме того, они перемещались примерно в 100 000 раз медленнее.

Исследователи предлагают такое объяснение: когда фотоны движутся через облако атомов рубидия, они, как пчелы, перелетают с одного атома на другой. В результате образуются поляритоны — гибриды, которые являются частично фотонами, а частично — атомами. Два поляритона могут взаимодействовать друг с другом через свои атомные составляющие. Когда атомы остаются на краю облака, фотоны высвобождаются, все еще связанные вместе. Весь этот процесс происходит за миллионную долю секунды. Интересно, что в случае с тремя фотонами наблюдалась еще более сильная связь, чем при взаимодействии пары.

«Фотоны могут путешествовать очень быстро и на большие расстояния, — говорит Вулетич, — Мы используем световые лучи в оптических волокнах для передачи информации. А если теперь фотоны могут влиять друг на друга, их можно запутать, чтобы использовать для квантовых вычислений».

На следующем этапе научных экспериментов физики будут искать способы, при которых фотоны научаться отталкиваться друг от друга.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: