„Cząsteczka” zbudowana ze światła

Autor ilustracji: E. Edwards/JQI

Naukowcy z amerykańskiego NIST (Narodowego Instytutu Standaryzacji i Technologii) zrobili krok w kierunku budowania obiektów z fotonów, łączenia ich w pewnego rodzaju „cząsteczki" posiadające własną specyficzną siłę.

Badania nad łączeniem fotonów prowadzone są przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda, Caltechu i MIT od 2013 roku. Naukowcy ci dołączyli teraz do NIST. W trakcie ich prac udało się połączyć w taki sposób 2 fotony jeden na drugim, aby wspólnie ze sobą nakładały się w trakcie ruchu w przestrzeni. Zostało to uznane jako przełom, przedtem nikomu nie udał się skonstruować czegokolwiek z fotonów.

Teraz naukowcy z NIST i Uniwersytetu Maryland opublikowali artykuł w „Physical Review Letters" w którym pokazują teoretycznie, że zmieniając kilka parametrów w procesie łączenia fotonów można je umieścić jeden obok drugiego w odpowiedniej odległości od siebie, tworząc układ podobny do cząsteczki wodoru.

Wiele dzisiejszych technologii oparta jest na świetle, od technologii komunikacyjnych po zaawansowane wytwarzanie obrazów. Mogły by one być ulepszone dzięki kontrolowaniu oddziaływań między fotonami. Przykładem konkretnych urządzeń, które można by poprawić są czujniki światła, dla których zbudowano by stałe źródło światła wysyłające precyzyjną liczbę fotonów – tzw. standardowe źródło światła służące do kalibracji czujników. Jeszcze więcej można by osiągnąć w technologiach przetwarzania informacji, gdzie pracę elektronicznych przełączników zastąpiono by fotonowymi urządzeniami. Co więcej, dzięki temu urządzenia te stałyby się mniej energochłonne. Obecnie informacja przesyłana jest głównie światłowodami, aby ją przetwarzać należy skonwertować impulsy świetlne do impulsów elektrycznych co wymaga wkładu energii. Przy precyzyjnym panowaniu nad fotonami można by przetwarzać je bezpośrednio, bez pośrednictwa elektronów.

(pj)