Οι φυσικοί έκαναν τα φωτόνια να αλληλεπιδρούν με ζεύγη ατόμων για πρώτη φορά

Η ανθρωπότητα κινείται προς την ευρεία χρήση τεχνολογιών που βασίζονται στην κβαντική φυσική.

Αλλά για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει πρώτα να μάθετε πώς να κάνετε το φως να αλληλεπιδρά με την ύλη - ή, ακριβέστερα, φωτόνια με  άτομα.Σε κάποιο βαθμό, το προηγμένο πεδίο της ηλεκτροδυναμικής κβαντικού συντονισμού (QED) είναι υπεύθυνο για τέτοιες τεχνολογίες.Τώρα χρησιμοποιείται ήδη σε κβαντικά δίκτυα και κβαντική επεξεργασία πληροφοριών.Αλλά υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος να διανυθεί.Οι σύγχρονες αλληλεπιδράσεις φωτός και ύλης περιορίζονται σε μεμονωμένα άτομα, γεγονός που περιορίζειτην ικανότητα των ανθρώπων να τα μελετήσουν με τη μορφή πολύπλοκων συστημάτων που εμπλέκονται σε κβαντικές τεχνολογίες.

Στη νέα εργασία, οι ερευνητές χρησιμοποίησανΑέριο Fermi (ή ιδανικό αέριο Fermi - Dirac). Είναι ένα αέριο που αποτελείται από σωματίδια που ικανοποιούν τις στατιστικές Fermi - Dirac, δηλαδή έχουν χαμηλή μάζα και υψηλή συγκέντρωση. Για παράδειγμα, ηλεκτρόνια σε μέταλλο. "Ελλείψει φωτονίων, το αέριο μπορεί να παραχθεί σε κατάσταση όπου τα άτομα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν χαλαρά ζευγάρια", εξηγεί ο Jean-Philippe Brantou, της EPFL School of Basic Sciences. "Όταν το φως χτυπά ένα αέριο, μερικοί από αυτούς τους ατμούς μετατρέπονται σε χημικά δεσμευμένα μόρια, απορροφώνται από φωτόνια."

Η βασική ιδέα πίσω από το νέο αποτέλεσμα είναιότι συμβαίνει «συνεκτικά». Αυτό σημαίνει ότι ένα φωτόνιο απορροφάται για να μετατρέψει μερικά άτομα σε μόριο, στη συνέχεια εκπέμπεται πίσω και ούτω καθεξής αρκετές φορές. "Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα παραφωτονίων σχηματίζει έναν νέο τύπο σωματιδιακής κατάστασης, την οποία ονομάσαμε" ζευγαρωμένο πολικόν-πολικόν "-εξηγεί ο επιστήμονας. "Αυτό έγινε δυνατό σε ένα σύστημα όπου τα φωτόνια περιορίζονται σε ένα μέρος, όπου πρέπει να αλληλεπιδρούν έντονα με άτομα".

Τα υβριδικά ζευγαρωμένα πολωνικά αποκτούν μερικές από τις ιδιότητες των φωτονίων. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να μετρηθούν με οπτικές μεθόδους. Επίσης αποκτούν μερικές από τις ιδιότητες ενός αερίου Fermi, καταλήγουν οι επιστήμονες.

«Μερικές από τις πολύ περίπλοκες ιδιότητες του αερίουμετατρέπονται σε οπτικές ιδιότητες που μπορούν να μετρηθούν απευθείας, ακόμη και χωρίς να διαταραχθεί το σύστημα. Στο μέλλον, η τεχνολογία θα είναι χρήσιμη στην κβαντική χημεία: οι επιστήμονες απέδειξαν για πρώτη φορά πώς ορισμένες χημικές αντιδράσεις μπορούν να παραχθούν με συνέπεια χρησιμοποιώντας μεμονωμένα φωτόνια.

Να διαβασω Περαιτέρω

Εμφανίστηκε ένας υπερπυκνωτής στο μέγεθος μιας κηλίδας σκόνης: είναι 3 χιλιάδες φορές μικρότερος από τα ανάλογα του

Ο Tyrannosaurus Rex είχε νευρικούς αισθητήρες στα δόντια του για να αναγνωρίζει τη λεία

Αποκαλύπτεται το αιώνιο μυστήριο της πηγής των κοσμικών ακτίνων στον Γαλαξία