Laser JediO nouă stare a materiei, în care fotonii s-au legat în perechi, a fost observată recent în laboratoarele americane. Ba mai mult, fotonii se comportă în această situaţie ca şi cum ar avea masă! Noua descoperire ar putea avea aplicaţii extrem de interesante şi importante în viitor.

 

 


Cu toţii ştim că atomii sunt alcătuiţi din nuclee (care la rândul lor conţin protoni şi neutroni) şi electroni; atomii se unesc în molecule, care stau la baza proceselor care au loc în organismul nostru, de exemplu.

Nimeni însă până acum nu a văzut molecule de fotoni – adică agregate de 2 sau mai mulţi fotoni care să stea împreună, precum atomii într-o moleculă. Spada laser din seria de succes "Războiul Stelelor" – Star Wars - este (sau mai bine spus era) din acest punct de vedere o imposibilitate: fotonii nu interacţionează unul cu altul, iar cele două fascicule laser din cele două spade ar fi trecut unul prin altul fără să fie afectate (puteţi să vă convingeţi încercând să "luptaţi" cu două mici lasere de buzunar – nu-i aşa că nu aţi simţit lovitura?).

Într-un articol publicat recent în revista "Nature", cercetătorii de la Harvard University şi de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) arată cum au "obligat" fotonii să se cupleze în perechi şi să formeze aşa-numitele molecule de lumină – o stare a materiei pe care nimeni nu a reuşit să o producă până acum.


Cum au reuşit cercetătorii să îi facă pe fotoni să stea împreună?

Punându-i într-un material cu care fotonii interacţionează atât de puternic încât să se comporte ca şi cum ar avea masă: se resping, se atrag şi pot forma şi stări legate. De subliniat faptul că fotonii nu ajung să aibă cu adevărat o masă, ci doar comportamentul lor este asemănător cu cel al particulelor care au cu adevărat o masă.

Pentru a obliga fotonii să se comporte în acest mod bizar cercetătorii au creat mai întâi condiţii extreme: au injectat atomi de rubidiu într-un recipient din care fusese extras aerul, deci în condiţii de vid destul de înaintat. În acest recipient au focalizat un fascicul laser asupra atomilor de rubidiu. În urma interacţiunii dintre fotonii din fascicul şi atomii din recipient aceştia din urmă au fost răciţi (energia lor a scăzut) până la o temperatură de doar câteva grade peste zero absolut.

În acest moment cercetătorii au introdus, utilizând un laser cu o putere extrem de mică, fotoni individuali în recipient: unul după altul. În momentul în care ajungeau în recipient aceşti fotoni interacţionau cu atomii de rubidiu, energia lor excitând atomii de-a lungul parcursului. Fotonii erau astfel "încetiniţi". Mare le-a fost mirarea cercetătorilor să vadă la un moment dat o pereche de fotoni care ieşeau împreună din recipient ca şi cum ar fi format o moleculă. O interacţiune între fotoni mediată de interacţiunile cu atomii de rubidiu – susţine Mikhail Lukin, unul dintre realizatorii acestui fascinant experiment.

Pe lângă studiul extrem de interesant al acestui fenomen fizic, care ne va ajuta să înţelegem mai bine legile naturii, ce aplicaţii ar putea avea în viitor această descoperire din punct de vedere practic?

Evident, o primă aplicaţie ar fi... o spadă laser; o spadă în care efectele din Războiul Stelelor să fie efecte reale şi nu doar inventate de regizorul minunatei serii. Totuşi, o spadă laser poate să fie interesantă – însă nu merită efortul unui studiu care să dureze ani de zile. Există însă multe alte posibile aplicaţii; printre acestea, la loc de cinste, este informatica: moleculele de lumină ar putea să fie folosite în viitoarele calculatoare cuantice, în efectuarea operaţiunilor logice. Calculatoarele cuantice ar putea permite o creştere enormă a puterii de calcul, cu consecinţe în multe sectoare ale ştiinţei şi ale vieţii: de la biologie la meteorologie, de la economie la realitatea virtuală.

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Ești „vizitator” ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Ar fi util dacă ne-ai sprijini cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro