В MIT создали новую форму света

Если провести небольшой эксперимент и скрестить лучи двух фонариков, то вы обнаружите, что ничего не произойдет (если, конечно, не считать повышенную яркость). Объясняется это тем, что фотоны света не взаимодействуют между собой, а скорее проходят друг через друга, как призраки. Но что, если бы это было не так и частицы света аналогично обычным атомам могли притягиваться и отталкиваться друг от друга? Вполне возможно, что в таком случае лучи света друг друга дополняли, сливаясь в единый мощный светящийся поток.

Это может показаться фантастикой, невозможной в условиях имеющихся у нас законов физики. Тем не менее специалисты из Массачусетского технологического института нашли способ, как заставить фотоны взаимодействовать между собой. Портал Science Daily описывает эксперимент, в рамках которого ученые смогли слепить между собой три частицы света, образовав таким образом совершенно новый вид света.

Аналогичные и успешные эксперименты проходили еще в 2013 году. Тогда ученым удалось зафиксировать взаимодействие пары фотонов. В новой же работе исследователей привлекла возможность связать три и более световые частицы. Они пропустили очень слабый лазерный луч сквозь облако ультрахолодных атомов рубидия и на выходе отметили, что фотоны объединены в пары и триплеты. В отличие от свободных фотонов, не имеющих массы и двигающихся со скоростью 300 000 километров в секунду, фотоны в эксперименте приобрели массу доли электрона и замедлились примерно в 100 тысяч раз.

Чтобы объяснить данный феномен, ученые разработали специальную физическую модель. По мнению исследователей, немногочисленные фотоны, проходя через плотное рубидиевое облако, перескакивают с одного атома на другой. При этом они становятся так называемыми поляритонами — наполовину фотонами, наполовину атомами. Они могут взаимодействовать между собой, соединяясь через свои атомные составляющие. На выходе из облака поляритоны вновь превращаются в фотоны, но сохраняют связь. То есть, можно сказать, «запоминают» свое физическое состояние внутри облака.

Также читать  Телескоп Хаббл обнаружил массивную мертвую дисковую галактику, факт существования которой бросает вызов теориям эволюции галактик

Ученые отмечают, что связанные фотоны можно рассматривать в качестве запутанных, что позволяет использовать их в оптоволокне и открывает новые возможности для передачи информации и квантовых вычислениях.

Исследователи надеются обнаружить и другие интересные формы взаимодействия фотонов, например, отталкивания или, возможно, даже образования правильных узоров и кристаллов.