Naučnici MIT-a i Harvard univerziteta pokazali su da se fotoni mogu navesti na interakciju – postignuće koja bi moglo otvoriti put ka korištenju fotona u kvantnom računarstvu, ako ne u svjetlosnim mačevima.
Kredit: Christine Daniloff / MIT
Probajte brzi eksperiment: Uzmite dvije baterijske lampice u tamnu sobu i okrenite ih jednu prema drugoj. Možete li primjetiti nešto čudno? Prilično vjerovatan odgovor je ne. To je zato što pojedinačni fotoni koji čine svjetlost ne međudjeluju. Umjesto toga, oni jednostavno prolaze jedni druge, poput indiferentnih duhova u noći.
Međutim, šta ako može učiniti da svjetlosne čestice međudjeluju, da privlače i odbijaju jedne druge poput atoma u običnoj materiji? Jedna izvanredna, mada sci-fi moguća primjena: svjetlosni maćevi- snopovi svjetlosti koji mogu da se povuku i pritisnu jedno na drugo, čineći blistave, epske sukobe. Ili, u većem mogućem scenariju, dva snopa svjetlosti mogu se upotrijebiti i spajati u jedan pojedinačni, svjetlosni tok.
Izgleda da bi takvo optičko ponašanje trebalo da zahtjeva kršenje pravila fizike, ali zapravo su naučnici na MIT-u, Harvard univerzitetu i drugdje pokazali da se fotoni stvarno mogu učiniti da međudjeluju – postignuće koje bi moglo otvoriti put ka korištenju fotona u kvantnom računarstvu, ako ne u svetlosnim mačevima.
U članku objavljenom u časopisu Science, tim pod vodstvom Vladana Vuletića, Lester Wolfa profesora fizike u MIT-u i profesora Mikhaila Lukina sa Univerziteta Harvard, izvještava da je posmatrao grupe od tri fotona koji su u interakciji i, zapravo se spajaju zajedno da formiraju potpuno novu vrstu fotonske materije.
U kontroliranim eksperimentima, istraživači su otkrili da kada sijaju vrlo slabu lasersku zraku kroz gusti oblak ultrakoslojnih rubidijumskih atoma, umjesto da izlaze iz oblaka pojedinačno, slučajno razmaknuti fotoni izlaze zajedno u parovima ili tripletama, sugerišući neku vrstu interakcija – u ovom slučaju, privlačenje – koja se odvija među njima.
Dok fotoni obično nemaju masu i putuju brzinom 300.000 kilometara u sekundi (brzina svjetlosti), istraživači su otkrili da vezani fotoni stvarno dobijaju masu elektrona. Ove nedovršene teške svetlosti su takođe bile relativno spore, putujući oko 100.000 puta sporije od normalnih neinteraktivnih fotona.
Vuletić kaže da rezultati pokazuju da fotoni stvarno mogu da privuku jedan drugog. Ako se mogu napraviti za interakciju na druge načine, fotoni se mogu iskoristiti da izvode izuzetno brze, nevjerovatno složene kvantne račune.
“Interakcija pojedinih fotona je decenijama veoma dugačak”, kaže Vuletić.
Vuletićevi koautori su Qi-Yung Liang, Sergio Cantu i Travis Nicholson iz MIT-a, Lukin i Aditya Venkatramani sa Harvarda, Michael Gullans i Alexey Gorshkov sa Univerziteta Merilend, Jeff Thompson sa Princeton univerziteta i Cheng Ching sa Univerziteta Chicago.
Izvor: www.sciencedaily.com
