تخلق دراسة NIST المتطورة جزيئات من الفوتونات

يقول علماء من المعهد الوطني للمعايير في التكنولوجيا (NIST) إنهم ابتكروا أول جزيئات في العالم مصنوعة من الضوء. يعتمد عملهم على بحث سابق في إمكانية ما يسمى بالمادة 'الضوئية' ، والتقدم من الأشكال الأبسط إلى هذه الهياكل الجديدة متعددة الأجزاء. يقولون إنه شكل جديد تمامًا للمادة ، سابقًا فقط في الطبيعة النظرية ، ويعتقدون أنه يمكن أن يكون أساسًا لنهج جديد للتكنولوجيا القائمة على الضوء.

من أهم المبادئ في دراسة الضوء أن الفوتونات ، وحدات الضوء ، عديمة الكتلة ولا تتفاعل مع بعضها البعض. لإنشاء شيء مثل المادة الضوئية ، نحتاج إلى أن نكون قادرين على الحفاظ على تفاعل الفوتونات بشكل موثوق بمرور الوقت ، وهو أمر يُعتقد تقليديًا أنه مستحيل.



جزيئات الفوتون 4.

الاتصال بالليزر هو الأساس لخطوط اتصال أكثر وأكثر أهمية.



في عام 2013 ، تمكن العديد من هؤلاء المساهمين في NIST من إنشاء هياكل فوتون متداخلة واحدة من خلال وضعها فوق بعضها مباشرة. تم إطلاق الفوتونين في سحابة من ذرات الروبيديوم فائقة التبريد في حجرة محكمة الغلق ، مما تسبب في التبرع بجزء كبير من الطاقة التي تحملها للذرات المبردة حولها ، وبالتالي تباطأ بشكل ملحوظ. عندما يدخل الفوتون الثاني إلى السحابة الذي كان متحمسًا للأول ، يلتحق بالأول ويبدأ في التفاعل.

المهم هو أن الفوتونات لا تتفاعل إلا عبر سحابة الذرات في وسط الروبيديوم - يؤثر كل فوتون على السحابة ، مما يؤثر بعد ذلك على الفوتون الآخر ، والذي يؤثر بعد ذلك على السحابة ، ثم يستمر. يؤدي هذا إلى آلية دفع وسحب تجعل الفوتونين يخرجان من السحابة كواحد ، والأهم من ذلك ، البقاء كواحد. إنها تتداخل تمامًا وتتحرك وتتصرف كوحدة مضافة واحدة.



في ذلك الوقت ، قال الباحثون إن هذا لا يختلف عن فيزياء التقاطعحرب النجوم السيف الضوئي ، حيث يكون مصدران للضوء قادرين على صد بعضهما البعض جسديًا. هذا التشبيه ليس منطقيًا حقًا ، لكنه أوضح النقطة الأساسية وهي أن لدينا هنا أشعة ضوئية تتفاعل جسديًا ، كما كان يُعتقد سابقًا أنه مستحيل. لا تزال العملية تتطلب آلات كبيرة ودرجات حرارة 'مبردة' ، بدلاً من مقبض سيف عصامي به بلورة.

الائتمان: نيست.

الائتمان: نيست.

أخذت دراسة هذا الأسبوع هذا المفهوم خطوة أخرى إلى الأمام من خلال صنع 'جزيئات' ثنائية الفوتون لا تتداخل فيها تمامًا ، ولكنها تتحرك في ترادف منسق مثل ذرتين في جزيء مادة عادية. تنشأ الهياكل ثنائية الفوتون من اختلافات طفيفة في عملية إطلاق الفوتون ، حيث تظهر وتتحرك على مسافة ثابتة من بعضها البعض.



قد تكون الآثار المترتبة على التكنولوجيا هائلة. تعتمد العديد من تقنياتنا الأكثر حساسية على الضوء ، من الاتصال عبر كابلات الألياف الضوئية إلى التصوير المجهري والتقاط الصور على نطاق عالمي. إن القدرة على التحكم في سلوك الفوتونات بهذه الطريقة يمكن ، إذا سهلت بما فيه الكفاية ، أن تجعل كل نبضة تحمل معلومات أكثر من مجرد نعم أو لا ، أو تشغيل أو إيقاف - الحالة العامة لبنية متعددة الفوتونات يمكن أن تكون الإشارة ، ومن يدري كم عدد الدول المتمايزة التي قد تكون قادرة على تحملها؟

من السابق لأوانه التحدث كثيرًا عن التطبيقات الممكنة ، لكن هذا جزء من سلسلة أساسية من البحث في طبيعة الضوء ، وإذا استمر بعيدًا بما يكفي ، فقد يغير علاقتنا الكاملة بالفوتونات.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com