Физиците накараха фотоните да взаимодействат с двойки атоми за първи път

Човечеството върви към широкото използване на технологии, базирани на квантовата физика.

Но за да постигнете това, първо трябваовладеят, карайки светлината да взаимодейства с материята или, по-точно, фотоните с атомите. Авангардното поле на резонаторната квантова електродинамика (QED) е отговорно до известна степен за такива технологии. Сега вече се използва в квантовите мрежи и квантовата обработка на информация. Но има още дълъг път. Настоящите взаимодействия светлина-материя са ограничени до единични атоми, което ограничава човешката способност да ги изучава като сложни системи, включени в квантовите технологии.

В новата работа изследователите са използвалиФерми газ (или идеален газ Ферми - Дирак). Това е газ, състоящ се от частици, които отговарят на статистиката на Ферми - Дирак, тоест те имат ниска маса и висока концентрация. Например, електрони в метал. „При липса на фотони газът може да се произвежда в състояние, в което атомите взаимодействат помежду си, за да образуват слабо свързани двойки“, обяснява Жан-Филип Бранту от Училището по основни науки на EPFL. "Когато светлината удари газ, някои от тези пари се превръщат в химически свързани молекули, абсорбирани от фотони."

Ключовата концепция зад новия ефект ече това се случва „съгласувано“. Това означава, че фотон се абсорбира, за да превърне няколко атома в молекула, след това се излъчва обратно и така няколко пъти. „Това означава, че парафотонната система образува нов тип състояние на частиците, което нарекохме„ сдвоен поляритон-поляритон “-обяснява ученият. "Това стана възможно в система, където фотоните са затворени на едно място, където те трябва да взаимодействат силно с атомите."

Хибридно сдвоените поляритони придобиват някои от свойствата на фотоните. Това означава, че те могат да бъдат измерени чрез оптични методи. Те придобиват и някои от свойствата на газ Ферми, заключават учените.

„Някои от много сложните свойства на газасе преобразуват в оптични свойства, които могат да бъдат измерени директно, дори без да се нарушава системата. В бъдеще технологията ще бъде полезна в квантовата химия: учените за първи път демонстрират как някои химични реакции могат да бъдат кохерентно произведени с помощта на единични фотони.

Чета По -нататък

Появи се суперкондензатор с размерите на прах: той е 3 хиляди пъти по -малък от неговите аналози

Тиранозавър Рекс имаше невронни сензори в зъбите си, за да разпознае плячката

Разкрита е вековната мистерия на източника на космически лъчи в Млечния път