Учёные из Массачусетского технологического института заставили фотоны взаимодействовать. В их эксперименте три световые частицы слипались, формируя совершенно новый вид света
Об открытии пишет Science Daily.
Если вы включите два фонарика и скрестите их лучи, ничего особенного не произойдет. Причина в том, что фотоны не взаимодействуют между собой.
Однако что, если бы это было не так, и частицы света могли притягивать и отталкивать друг друга подобно обычных атомов? Возможно, в таком случае лучи света, встречаясь, усиливали бы друг друга и сливались в единый световой поток.
Это кажется пустыми фантазиями, осуществление которых невозможно при существующих законах физики. Однако ученые провели удачные эксперименты, сформировав абсолютно новый вид света.
Первые успешные опыты прошли еще в 2013 году, когда впервые было зафиксировано взаимодействие пары фотонов. В новой работе ученые заинтересовались, возможно ли связать три и более световые частицы.
Для этого они пропустили очень слабый лазерный луч сквозь плотное облако ультрахолодных атомов рубидия. На выходе фотоны оказались объединены в пары и триплеты.
В отличие от свободных фотонов, которые не имеют массы и движутся со скоростью 300 000 км / c, эти структуры получили значительное количество доли электрона и замедлились примерно в 100 000 раз.
Для объяснения феномена была разработана специальная физическая модель. По мнению авторов, путешествуя сквозь плотное облако из рубидия, немногочисленные фотоны перескакивают с одного атома на другой.
При этом они становятся так называемыми поляритонами - наполовину фотонами, наполовину атомами. Поляритоны способны взаимодействовать, соединяясь через свои атомные составляющие.
На выходе из облака поляритоны снова превращаются в фотоны, но сохраняют связь. Можно сказать, что фотоны "запоминают", что произошло с ними внутри облака.
Связанные фотоны можно рассматривать в качестве запутанных, что позволяет использовать их для связи, например, в оптоволокне.
Это открывает новые возможности для распространения информации и квантовых вычислений. Команда надеется, что сможет найти и другие интересные взаимодействия фотонов (например, отталкивание или даже создание правильных узоров или кристаллов.
Справка:
Фотон (от древнегреческого "свет") — квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света), элементарная частица, которая является носителем электромагнитного взаимодействия. Это безмасовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света.
