Fizikçiler, fotonları ilk kez atom çiftleriyle etkileşime soktu

İnsanlık kuantum fiziğine dayanan teknolojilerin yaygın kullanımına doğru ilerliyor.

Ancak bunu başarmak için öncelikle şunları yapmalısınız:ışığın maddeyle veya daha doğrusu fotonların atomlarla etkileşime geçmesini sağlama konusunda usta. Rezonatör kuantum elektrodinamiğinin (QED) son teknoloji alanı bu tür teknolojilerden bir dereceye kadar sorumludur. Artık kuantum ağlarında ve kuantum bilgi işlemede zaten kullanılıyor. Ama hâlâ gidilecek uzun bir yol var. Mevcut ışık-madde etkileşimleri tek atomlarla sınırlıdır ve bu da insanın bunları kuantum teknolojilerinde yer alan karmaşık sistemler olarak inceleme yeteneğini sınırlamaktadır.

Yeni çalışmada, araştırmacılar kullandıFermi gazı (veya ideal Fermi - Dirac gazı). Fermi - Dirac istatistiğini sağlayan, yani düşük kütleye ve yüksek konsantrasyona sahip parçacıklardan oluşan bir gazdır. Örneğin, bir metaldeki elektronlar. EPFL Temel Bilimler Okulu'ndan Jean-Philippe Brantou, "Fotonların yokluğunda, atomların gevşek bir şekilde bağlanmış çiftler oluşturmak üzere birbirleriyle etkileşime girdiği bir durumda gaz üretilebilir" diye açıklıyor. "Işık bir gaza çarptığında, bu buharların bir kısmı fotonlar tarafından emilen kimyasal olarak bağlı moleküllere dönüştürülür."

Yeni efektin arkasındaki anahtar kavram,bunun "tutarlı" bir şekilde gerçekleştiğini. Bu, bir fotonun birkaç atomu bir moleküle dönüştürmek için emildiği, ardından birkaç kez geri yayıldığı ve bu şekilde devam ettiği anlamına gelir. “Bu, para-foton sisteminin“ eşleştirilmiş polariton-polariton ”dediğimiz yeni bir tür parçacık durumu oluşturduğu anlamına geliyor - bilim adamını açıklıyor. "Bu, fotonların atomlarla güçlü bir şekilde etkileşime girmeleri gereken tek bir yerde sınırlandığı bir sistemde mümkün oldu."

Hibrit eşleştirilmiş polaritonlar, fotonların bazı özelliklerini kazanır. Bu, optik yöntemlerle ölçülebilecekleri anlamına gelir. Bilim adamları, ayrıca bir Fermi gazının bazı özelliklerini de elde ettikleri sonucuna varıyorlar.

Gazın çok karmaşık özelliklerinden bazılarısistemi bozmadan bile doğrudan ölçülebilen optik özelliklere dönüştürülür. Gelecekte, teknoloji kuantum kimyasında işe yarayacak: bilim adamları ilk kez tek fotonlar kullanılarak belirli kimyasal reaksiyonların tutarlı bir şekilde nasıl üretilebileceğini gösterdiler.

Okumak Daha öte

Bir toz zerresi büyüklüğünde bir süper kapasitör ortaya çıktı: analoglarından 3 bin kat daha küçük

Tyrannosaurus Rex, avını tanımak için dişlerinde sinirsel sensörlere sahipti.

Samanyolu'ndaki kozmik ışınların kaynağının asırlık gizemi ortaya çıktı