Fizycy odkryli nowy stan światła

Opublikowano: 03.04.2021 | Kategorie: Nauka i technika, Wiadomości ze świata

Liczba wyświetleń: 1818

Niemieccy fizycy odkryli nieznaną wcześniej przejście fazowe w optycznym kondensacie Bosego-Einsteina i nowy stan kwantów światła – fazę nadmiernego zaniku. Wyniki, zdaniem autorów, mogą w przyszłości mieć ważne znaczenie, aby wdrożyć bezpieczną komunikację kwantową. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Science”.

W 2010 roku naukowcy z Uniwersytetu w Bonn pod kierownictwem profesora Martina Weitza po raz pierwszy otrzymali zupełnie nowe źródło światła – pojedynczy „superfoton”, składający się z wielu tysięcy oddzielnych świetlnych cząsteczek – swojego rodzaju kondensat Bosego-Einsteina – jest to skrajny stan skupienia materii, który występuje tylko w temperaturach bliskich zeru absolutnemu. Stan ten charakteryzuje się tym, że cząsteczki w takim systemie nie są już rozróżnialne i znajdują się głównie w stanie mechaniki kwantowej, to znaczy zachowują się jak jedna gigantyczna „supercząsteczka”, stan której można opisać za pomocą funkcji falowej.

W nowym eksperymencie naukowcy użyli tej samej konfiguracji, co 10 lat temu: wyławiali cząsteczki świetlne w rezonatorze, składającym się z dwóch zakrzywionych luster, znajdujących się w odległości nieco ponad mikrometru od siebie, które odbijają szybko poruszającą się ruchem posuwisto-zwrotnym wiązkę światła. Przestrzeń między lustrami wypełniono płynnym roztworem barwnika, który ochładza fotony. Dzieje się tak dzięki temu, że cząsteczki barwnika najpierw „połykają” fotony, a następnie ponownie je „wypluwają”, doprowadzając je do temperatury roztworu barwnika – odpowiednika temperatury pokojowej.

W pewnym momencie naukowcom udało się odnotować fazowe przejście w układzie uwięzionych cząstek światła. Autorzy wyjaśniają to przejście następująco: półprzeźroczyste lustra powodują utratę i wymianę fotonów, tworząc nierównowagę, która powoduje, że układ zaczyna wibrować. W wyniku tego tworzą się dwie oddzielone od siebie fazy: waza wibracji i faza zaniku. W wyniku czego amplituda wibracji stopniowo się zmniejsza. „Zaobserwowana przez nas faza nadmiernego zaniku odpowiada nowemu stanowi pola świetlnego”, przywołano w komunikacie prasowym uniwersytetu słowa pierwszego autora artykułu Fahri Emre Öztürk, doktoranta Instytutu Fizyki Stosowanej.

Autorzy zaznaczają, że zwykle działania lasera nie oddziela się od efektu kondensatu Bosego-Einsteina fazowym przejściem, i między tymi dwoma stanami nie ma dokładnie określonej granicy. Jednak w danym eksperymencie stan nadmiernego zaniku optycznego kondensatu Bosego-Einsteina oddzieliło się fazowym przejściem zarówno od stanu wibracyjnego jako i od światła standardowego lasera. „To dowodzi, że mamy do czynienia z dwoma oddzielnymi fazami, optycznego kondensatu Bosego-Einsteina” – mówi kierownik badania profesor Martin Weitz.

Naukowcy planują wykorzystać otrzymane wyniki do dalszych badań nad poszukiwaniem nowych stanów pola świetlnego w licznych systemach świetlnych, które pojawiają się w systemach światłowodowych. Mają nadzieję, że w przyszłości ich odkrycie będzie wykorzystywane w komunikacji kwantowej. „Jeśli w kondensatach światła pojawią się odpowiednie stany splątane mechanicznie kwantowo, może to być interesujące w przypadku przesyłania wiadomości zaszyfrowanych kwantowo” – zaznacza Öztürk.

Źródło: pl.SputnikNews.com


TAGI:

Poznaj plan rządu!

OD ADMINISTRATORA PORTALU

Hej! Cieszę się, że odwiedziłeś naszą stronę! Naprawdę! Jeśli zależy Ci na dalszym rozpowszechnianiu niezależnych informacji, ujawnianiu tego co przemilczane, niewygodne lub ukrywane, możesz dołożyć swoją cegiełkę i wesprzeć "Wolne Media" finansowo. Darowizna jest też pewną formą „pozytywnej energii” – podziękowaniem za wiedzę, którą tutaj zdobywasz. Media obywatelskie, jak nasz portal, nie mają dochodów z prenumerat ani nie są sponsorowane przez bogate korporacje by realizowały ich ukryte cele. Musimy radzić sobie sami. Jak możesz pomóc? Dowiesz się TUTAJ. Z góry dziękuję za wsparcie i nieobojętność!

Poglądy wyrażane przez autorów i komentujących użytkowników są ich prywatnymi poglądami i nie muszą odzwierciedlać poglądów administracji "Wolnych Mediów". Jeżeli materiał narusza Twoje prawa autorskie, przeczytaj informacje dostępne tutaj, a następnie (jeśli wciąż tak uważasz) skontaktuj się z nami! Jeśli artykuł lub komentarz łamie prawo lub regulamin, powiadom nas o tym formularzem kontaktowym.

Dodaj komentarz

Zaloguj się aby dodać komentarz.
Jeśli już się logowałeś - odśwież stronę.