Fizikai pirmą kartą privertė fotonus sąveikauti su atomų poromis

Žmonija juda link plataus kvantine fizika pagrįstų technologijų naudojimo.

Tačiau norėdami tai pasiekti, pirmiausia turitemeistras, gaminantis šviesą, sąveikauja su medžiaga arba, tiksliau, fotonais su atomais. Pažangiausias rezonatoriaus kvantinės elektrodinamikos (QED) laukas tam tikru mastu yra atsakingas už tokias technologijas. Dabar jis jau naudojamas kvantiniuose tinkluose ir kvantinės informacijos apdorojimui. Tačiau laukia dar ilgas kelias. Dabartinė šviesos ir medžiagos sąveika apsiriboja pavieniais atomais, o tai riboja žmogaus galimybes juos tirti kaip sudėtingas sistemas, susijusias su kvantinėmis technologijomis.

Naujajame darbe tyrėjai naudojoFermi dujos (arba idealios Fermi - Dirac dujos). Tai dujos, susidedančios iš dalelių, atitinkančių Fermi - Dirac statistiką, tai yra, jos turi mažą masę ir didelę koncentraciją. Pavyzdžiui, elektronai metale. „Jei nėra fotonų, dujos gali būti gaminamos esant tokiai būsenai, kai atomai sąveikauja tarpusavyje ir sudaro laisvai susietas poras“,-aiškina Jeanas-Philippe'as Brantou iš EPFL pagrindinių mokslų mokyklos. "Kai šviesa patenka į dujas, kai kurie iš šių garų virsta chemiškai surištomis molekulėmis, kurias sugeria fotonai."

Pagrindinė naujojo efekto koncepcija yrakad tai vyksta „nuosekliai“. Tai reiškia, kad fotonas yra absorbuojamas, kad porą atomų paverstų molekule, tada išskiriamas atgal ir taip kelis kartus. „Tai reiškia, kad para-fotonų sistema sudaro naujo tipo dalelių būseną, kurią mes pavadinome„ suporuotu polaritonu-polaritonu “,-aiškina mokslininkas. "Tai tapo įmanoma sistemoje, kurioje fotonai yra vienoje vietoje, kur jie turi stipriai sąveikauti su atomais".

Hibridiniai suporuoti polaritonai įgauna kai kurias fotonų savybes. Tai reiškia, kad juos galima išmatuoti optiniais metodais. Mokslininkai daro išvadą, kad jie taip pat įgyja kai kurias „Fermi“ dujų savybes.

„Kai kurios labai sudėtingos dujų savybėsyra paverčiamos optinėmis savybėmis, kurias galima išmatuoti net ir netrikdant sistemos. Ateityje ši technologija pravers kvantinėje chemijoje: mokslininkai pirmą kartą pademonstravo, kaip tam tikras chemines reakcijas galima nuosekliai sukelti naudojant atskirus fotonus.

Skaityti Toliau

Atsirado dulkių dalelės dydžio superkondensatorius: jis yra 3 tūkstančius kartų mažesnis už analogus

Tyrannosaurus Rex dantys turėjo nervinius jutiklius, kad atpažintų grobį

Atsiskleidė amžinoji Paukščių Tako kosminių spindulių šaltinio paslaptis