Физики из Массачусетского технологического института впервые смогли получить фотонные тримеры. На практике это означает возможность уникальных сложнейших квантовых вычислений и, вполне возможно, создание световых мечей, как в «Звездных войнах». Во всяком случае, теперь, говорят специалисты МТИ, Гарварда и других университетов, световые мечи — уже не фантастика, ведь доказано, что фотоны могут взаимодействовать.
Ученые получили пары и триплеты массой, равной доли электрона. В итоге они открыли новую форму света, где три световые частицы слипались и сформировали принципиально новый вид света. Проведите мысленно эксперимент. Два фонарика направьте друг на друга. А теперь представьте, что лучи сливаются и формируют один новый яркий поток. Теперь подобное не противоречит законам физики.
Исследователи заставили фотоны взаимодействовать между собой. Слабый лазерный луч был пропущен через плотное облако ультрахолодных атомов рубидия. По мере того, как один фотон перемещается через облако атомов рубидия, он ненадолго приземляется на соседний атом, прежде чем перейти к другому атому, как пчела, порхающая между цветами, пока не достигнет другого конца облака. Если другой фотон одновременно путешествует по облаку, он также может потратить некоторое время на атом рубидия, образуя поляритон-гибрид, который является частью фотона, частью атома. Затем два поляритона могут взаимодействовать друг с другом через свою атомную составляющую. На краю облака атомы остаются там, где они есть, в то время как фотоны уходят, но они все еще связаны друг с другом. Все взаимодействие в облаке атомов происходит в течение миллионной доли секунды. Именно это взаимодействие заставляет фотоны оставаться связанными, даже после того, как они покинули облако.
«Самое замечательное в этом, когда фотоны проходят через среду, все, что происходит в среде, они «помнят», когда они выходят», — говорят исследователи.
Это означает, что фотоны, которые взаимодействовали друг с другом, в данном случае через притяжение между ними, могут рассматриваться как сильно коррелированные или запутанные — ключевое свойство для любого квантового вычислительного бита.
Фотоны обычно не имеют массы и перемещаются со скоростью 300 000 километров в секунду (скорость света), исследователи обнаружили, что связанные фотоны фактически приобрели долю массы электрона. И двигались они в 100 000 раз медленнее, чем обычные невзаимодействующие фотоны.
Среди команды исследователей, записанных в соавторы открытия, есть и наш соотечественник — Алексей Горшенев из Мэрилендского университета.
Команда ученых теперь собирается осуществить еще одно уникальное взаимодействие фотонов — добиться того, чтобы они отталкивались, как бильярдные шары.
Канал Rovego на Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/id/5a7fecfbad0f221b1356900c