Fizycy po raz pierwszy sprawili, że fotony wchodziły w interakcję z parami atomów

Ludzkość zmierza w kierunku powszechnego wykorzystania technologii opartych na fizyce kwantowej.

Ale żeby to osiągnąć, trzeba najpierwMistrz sprawia, że ​​światło wchodzi w interakcję z materią, a dokładniej fotony z atomami. Za takie technologie w pewnym stopniu odpowiedzialna jest najnowocześniejsza dziedzina rezonatorowej elektrodynamiki kwantowej (QED). Teraz jest już stosowany w sieciach kwantowych i kwantowym przetwarzaniu informacji. Ale przed nami jeszcze długa droga. Obecne interakcje światła z materią ograniczają się do pojedynczych atomów, co ogranicza zdolność człowieka do badania ich jako złożonych układów wykorzystywanych w technologiach kwantowych.

W nowej pracy badacze wykorzystaliGaz Fermi (lub idealny gaz Fermi - Dirac). Jest to gaz składający się z cząstek, które spełniają statystyki Fermiego - Diraca, czyli mają niską masę i wysokie stężenie. Na przykład elektrony w metalu. „W przypadku braku fotonów gaz może być wytwarzany w stanie, w którym atomy oddziałują ze sobą, tworząc luźno sprzężone pary”, wyjaśnia Jean-Philippe Brantou z EPFL School of Basic Sciences. „Kiedy światło uderza w gaz, niektóre z tych oparów są przekształcane w chemicznie związane cząsteczki, absorbowane przez fotony”.

Kluczową koncepcją nowego efektu jest:że dzieje się to „spójnie”. Oznacza to, że foton jest absorbowany, aby zamienić kilka atomów w cząsteczkę, a następnie emitowany z powrotem i tak dalej kilka razy. „Oznacza to, że układ para-fotonowy tworzy nowy typ stanu cząstek, który nazwaliśmy„ sparowanym polarytonem-polarytonem ”- wyjaśnia naukowiec. „Stało się to możliwe w systemie, w którym fotony są ograniczone w jednym miejscu, gdzie muszą silnie oddziaływać z atomami”.

Hybrydowe sparowane polarytony nabywają niektóre właściwości fotonów. Oznacza to, że można je mierzyć metodami optycznymi. Uzyskują również niektóre właściwości gazu Fermiego, podsumowują naukowcy.

„Niektóre z bardzo złożonych właściwości gazusą przekształcane we właściwości optyczne, które można zmierzyć bezpośrednio, nawet bez zakłócania pracy systemu. W przyszłości technologia przyda się w chemii kwantowej: naukowcy po raz pierwszy wykazali, w jaki sposób pewne reakcje chemiczne mogą być spójnie wytwarzane przy użyciu pojedynczych fotonów.

Czytać Dalej

Pojawił się superkondensator wielkości pyłku: jest 3 tys. razy mniejszy od swoich odpowiedników

Tyrannosaurus Rex miał w zębach czujniki neuronowe do rozpoznawania zdobyczy

Ujawniono odwieczną tajemnicę źródła promieni kosmicznych w Drodze Mlecznej