ساخت مولکول‌های فوتونی توسط دانشمندان MIT و هاروارد

دانشمندان در دانشگاه هاروارد و MIT با همکاری یکدیگر در یافتند که فوتون‌ها تحت شرایط خاصی می‌توانند با هم برهم کنش کرده و مولکول‌هایی را شکل دهند. این گروه از فوتون‌ها که با نام Photonic molecule شناخته می‌شوند و در واقع شکل جدیدی از ماده را می‌سازند تا پیش از این تنها در تئوری و نظریه وجود داشتند. این مواد ویژگی‌های اجسام جامد و نور را با هم دارا هستند. البته خیلی خوشحال نشوید این گروه از مواد، ربطی به شمشیرهای نوری جنگ ستارگان ندارند.

در حقیقت این فوتون‌ها در هنگام برهمکنش با یکدیگر همدیگر را هل داده و منحرف می‌کنند. به گفته‌ی پروفسور Lukin، فیزیک آن چه که در این مولکول‌ها اتفاق می‌افتد بسیار شبیه به فیلم‌های علمی تخیلی است!

"فوتون‌ها جرمی ندارند و با هم برهمکنش نمی‌کنند"؛ این جمله‌ای است که بسیاری از ما تا به حال در فیزیک با آن مواجه شده ایم اما در واقع تنها بخش اول آن درست است و بخش دوم آن تحت شرایط خاصی همچون محیط انتشار مخصوص نادرست خواهد بود.

خب برسیم به این شرایط خاص و البته دشوار! برای رسیدن به این شرایط دانشمندان ابتدا اتم‌های روبیدیوم را به درون محفظه‌ی خلا پمپ کردند سپس به کمک لیزر محفظه را تا دمای بسیار نزدیک به صفر مطلق سرد کردند. حال وقت آن رسیده تا فوتون‌های تکی را به درون این محفظه بفرستیم، آنچه که در این محفظه اتفاق می‌افتد بسیار شبیه به شکست نور در ظرف آب است، با ورود فوتون‌ها به این فضای ابرآلود! آن‌ها بخشی از انرژی خود را به محیط می‌دهند، این انرژی صرف تهییج اتم‌های اطراف می‌شود و در نتیجه‌ی این انتقال انرژی بخش زیادی از سرعت فوتون‌ها کاسته می‌شود.

بنابر اصل راه بندان Rydberg تا وقتی که یک فوتون از یک اتم نگذرد فوتون دیگر نمی‌تواند آن اتم را تهییج کند، در نتیجه فوتون‌ها شروع به جذب و دفع یکدیگر می‌کنند، چیزی بسیار شبیه آن چه که در مورد مولکول‌ها شاهد هستیم. با ترک کردن محیط فوتون‌های جلویی به انرژی اولیه خود بر می‌گردند ( که مجدد از اتم‌ها دریافت کرده اند) اما این بار به جای یک تک فوتون به شکل یک مولکول ظاهر می‌شوند.

یکی از کاربردهای بالقوه این سیستم در محاسبات کوانتومی است که دانشمندان را یک قدم دیگر تا ساختن یک گیت منطقی کوانتومی به پیش می‌برد. به گفته‌ی پروفسور Lukin با این روش ساختن ساختارهای پیچیده نوری نیز دور از دسترس نخواهد بود.

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده
تبلیغات

بیشتر بخوانید