Ученые объединили свет и материю для получения частиц с новым поведением
Лазерные технологии 15.07.2019 Комментарии к записи Ученые объединили свет и материю для получения частиц с новым поведением отключеныИсследователи из Чикагского университета разработали методику для получения гибридных частиц, сочетающих свойства света и вещества.
Каждый атом поглощает или излучает свет определенной энергии, зависящей от орбит электронов. Эта характеристика позволяет идентифицировать вещества. Научившись манипулировать электрическими и магнитными полями, физики смогли влиять на данное свойство. Но большинство параметров оставались постоянными. Ученые из Чикагского университета бросили вызов этой парадигме, встряхнув электроны лазером для создания «дублирующих» свойств при новых уровнях энергии, сообщает phys.org. Результаты исследования позволят специалистам производить гибридные частицы из света и вещества с широким ассортиментом новых видов поведения.
Выводы проекта представлены в журнале Nature.
Работа является частью масштабного исследования лаборатории адъюнкт-профессора Джонатана Саймона по разрушению границ между светом и веществом для изучения их фундаментальных свойств. Помимо понимания поведения материалов на квантовом уровне, проект поможет создать более мощные компьютеры или полностью защищенные от взлома системы. Чтобы получить материю из света, нужно заставить фотоны взаимодействовать друг с другом, как в веществе.
«Для этого мы используем атомы в качестве посредников, — сказал Логан Кларк, руководить исследования. – Но возникла проблема. Фотоны взаимодействуют только с атомами с определенными электронными орбитами. Мы решили выяснить, можно ли создать их копии с другими энергетическими свойствами».
Специалист разработал методику манипулирования квантовой материей путем ее встряхивания для докторской диссертации. Процесс ведет к получению копий квантовых состояний с разной энергией.
«Мы считали их побочным эффектом, а не целью, — сказал Кларк. – Теперь мы встряхнули электроны намерено, чтобы получить копии».
Меняя интенсивность лазерного поля, ученые настроили атомный резонанс и смогли сместить орбиты электрона. Их встряхивание позволило получить желаемые копии.
«Но нужно учесть, что двойники связаны с оригиналом, как марионетки, — объяснил соавтор работы, Натан Шайн. – Смещаясь, одна копия тянет за собой остальные и оригинал».
Позволяя фотонам взаимодействовать со взболтанными атомами, ученые создали поляритоны Флоке – квазичастицы, сочетающие свет и вещество. Метод производства повышает гибкость движения частиц. На следующих этапах ученые хотят использовать сталкивающиеся фотоны для получения топологических «жидкостей» из света.
