دانشمندان به روشی برای تولید ماده از نور خالص دست یافتند

پنج‌شنبه ۲۶ شهریور ۱۳۹۴ - ۰۹:۴۳
مطالعه 3 دقیقه
فیزیک به ما می‌گوید که انرژی و ماده قابل تبدیل به یکدیگر هستند، اگرچه سال‌ها است از لحاظ تئوری این حقیقت را می‌دانیم اما از نظر تجربی موفقیت چندانی در تبدیل انرژی به ماده به دست نیامده است، حال به نظر می‌رسد با کشف روش تولید ماده از نور دانشمندان تا یک قدمی رسیدن به این یافته‌ی بزرگ نزدیک شده‌اند؛ همراه زومیت باشید.
تبلیغات

چگونه ممکن است ذرات عجیب و بی وزن نور به هم بپیوندند و مولکولی را تشکیل دهند، و نیروهای عجیب میان اتم‌ها شکل بگیرد. الکسی گورشکاو از دانشگاه مریلند ایالات متحده می‌گوید:

چیزی که تا کنون از تبدیل نور به دست آورده‌ایم نوعی شناخته شده از مولکول نیست اما ساختاری شبیه به مولکول‌های شناخته شده دارد، ما در حال یادگیری چگونگی ساخت ساختارهای پیچیده‌تری از نور هستیم که به تشکیل ماده‌ منتهی خواهد شد. ما برای اولین بار موفق شدیم دو فوتون را در فاصله‌ای محدود به یکدیگر متصل کنیم.

این روش در تئوری نشان می‌دهد که چگونه دو ذره‌ی نور یا فوتون می‌توانند در در طول موجی متناسب و در فاصله‌ای کوتاه از یکدیگر، بدون اینکه به یکدیگر قفل شوند تا زمانی نامتناهی در کنار یکدیگر حرکت کنند. ایده‌ی این روش از تحقیقی نشأت گرفته که نشان می‌دهد دو فوتون می‌توانند در هنگام حرکت از درون نوعی گاز به یکدیگر متصل شوند. با تنظیمات خاصی در این فرآیند دانشمندان موفق شده‌اند فوتون‌ها را در کنار یکدیگر قرار بدهند و این درست شبیه به حالتی است که دو اتم هیدروژن در کنار یکدیگر مولکول هیدروژن را تشکیل می‌دهند.

matter energy balance

پس چه زمانی خواهیم توانست از نور موادی واقعی خلق کنیم؟ چالش پیش رو چگونه اعمال کردن این روش و ایجاد شرایطی است که فوتون‌ها برای قرار گرفتن در کنار یکدیگر نیاز دارند؛ به عنوان مثال وقتی در سال ۲۰۱۳ دانشمندان موفق شدند اولین اتصال میان فوتون‌ها را ایجاد کنند، آن‌ها مجبور بودند جفت پرتوهایی از فوتون‌ها که در اینجا لیزر آبی با طول موج خاص ۴۷۹ نانومتر بود را از درون گاز به شدت سردی از اتم‌های روبیدیوم شلیک کنند. این کار سرعت فوتون‌ها را کم کرده وباعث تسهیل اتصال آن‌ها به یکدیگر به وسیله‌ی نیروی جاذبه‌ی میانشان و ایجاد فرآیند تبدیل کوانتوم مکانیکی جفت شدن شد. گورشکاو در این باره می‌گوید:

چسباندن فوتون‌ها به یکدیگر به هیچ وجه کاری آسان نیست چرا که به طور معمول آن‌ها از یکدیگر بدون هیچ تعاملی عبور می‌کنند، با این حال هر فوتون دارای یک میدان الکترومغناطیسی است که می‌تواند محیط اطراف خود را تغییر دهد. این تغییرات می‌تواند بر روی فوتون نزدیک به آن اثر بگذارد و ارتباط متقابل موثری میان آن‌ها ایجاد کند. اگرچه به طور معمول این اثر بسیار ضعیف است اما به وسیله‌ی یک رسانای مناسب می‌توان تا حد زیادی آن را افزایش داد.
light molecules 1024

به عنوان موردی کاربردی از این فرآیند می‌توان به تولید کامپیوترهایی با سرعت نور اشاره کرد. دانشمندان در سراسر جهان مشغول کار برای تولید کامپیوترهایی سریع‌تر هستند و هیچ چیزی سریع‌تر از سرعت نور برای انتقال اطلاعات وجود ندارد. راجش منون از دانشگاه یوتای ایالات متحده که مشغول کار بر روی نوع جدیدی از تراشه‌ی سیلیکونی برای کامپیوترهای مبتنی بر نور است در این باره می‌گوید:

اطلاعات نوری هنگامی که به کامپیوتر شما برسند باید به الکترون تبدیل شوند و همین گلوگاه سرعت خواهد بود، ما بر روی سیستمی کار می‌کنیم که تمام مراحل آن بر پایه‌ی نور باشد.

با اتصال و جفت کردن فوتون‌ها دانشمندان خواهند توانست از این روش برای پردازش اطلاعات استفاده کنند، و در نهایت این فرآیند می‌تواند انرژی و زمانی که برای تبدیل اطلاعات کابل‌های نوری به الکترون و دریافت و پردازش آن‌ها توسط سیستم‌های بر پایه‌ی الکتریسیته صرف می‌شود را به طور کامل از میان بردارد. فوتون‌ها وزن ندازند و با حداکثر سرعت شناخته شده حرکت می‌کنند، پس کاهش سرعت آن‌ها و ایجاد اتصال میانشان می‌تواند رازهای دیگری از فیزیک را آشکار کند.

تبلیغات
داغ‌ترین مطالب روز
تبلیغات
تبلیغات

نظرات

تبلیغات