Fyzici poprvé nechali fotony interagovat s páry atomů

Lidstvo směřuje k širokému využívání technologií založených na kvantové fyzice.

Ale abyste toho dosáhli, musíte nejprvemistr způsobující interakci světla s hmotou nebo přesněji fotony s atomy. Špičkové pole rezonátorové kvantové elektrodynamiky (QED) je do určité míry zodpovědné za takové technologie. Nyní se již používá v kvantových sítích a kvantovém zpracování informací. K tomu je ale ještě dlouhá cesta. Současné interakce světla a hmoty jsou omezeny na jednotlivé atomy, což omezuje lidskou schopnost je studovat jako komplexní systémy zapojené do kvantových technologií.

V nové práci vědci použiliPlyn Fermi (nebo ideální plyn Fermi - Dirac). Je to plyn skládající se z částic, které splňují statistiky Fermi -Diraca, to znamená, že mají nízkou hmotnost a vysokou koncentraci. Například elektrony v kovu. "Při absenci fotonů může být plyn produkován ve stavu, kdy atomy navzájem interagují a vytvářejí volně spojené páry," vysvětluje Jean-Philippe Brantou ze školy základních věd EPFL. "Když světlo zasáhne plyn, některé z těchto par se přemění na chemicky vázané molekuly, absorbované fotony."

Klíčovým konceptem nového efektu ježe se to děje „souvisle“. To znamená, že foton je absorbován, aby přeměnil pár atomů na molekulu, poté několikrát emitován zpět a tak dále. "To znamená, že para-fotonový systém tvoří nový typ stavu částic, který jsme nazvali" spárovaný polariton-polariton "-vysvětluje vědec. "To bylo možné v systému, kde jsou fotony omezeny na jednom místě, kde musí silně interagovat s atomy."

Hybridní spárované polaritony získávají některé z vlastností fotonů. To znamená, že je lze měřit optickými metodami. Vědci uzavírají, že také získávají některé vlastnosti plynu Fermi.

"Některé z velmi složitých vlastností plynu."jsou převedeny na optické vlastnosti, které lze měřit přímým způsobem, a to i bez narušení systému. V budoucnu se tato technologie bude hodit v kvantové chemii: vědci poprvé prokázali, jak lze určité chemické reakce koherentně vytvářet pomocí jednotlivých fotonů.

Číst Dále

Objevil se superkondenzátor velikosti zrnka prachu: je 3 000krát menší než jeho analogy

Tyrannosaurus Rex měl v zubech nervové senzory, aby rozeznal kořist

Odhaleno letité tajemství zdroje kosmických paprsků v Mléčné dráze