Dobrodošli u Svijet Čvrstog Svjetla
Što je Čvrsto Svjetlo?
Kasno ljetno poslijepodne, sunčeva svjetlost može izgledati kao med, no što ako tekuće — ili čak čvrsto — svjetlo nije samo djelo poezije? Istraživači s Princetonskog sveučilišta, predvođeni dr. Andrewom Houckom, asistentom profesora elektrotehnike, tvrde da nije samo moguće — već su to već i ostvarili. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Physical Review X, gdje otkrivaju da su uspjeli “zaključati” pojedinačne fotone tako da se ponašaju poput čvrstog objekta.
Kako su to Postigli?
Istraživači su izgradili ono što nazivaju “umjetnimatom”, napravljenim od 100 milijardi atoma, koji su projektirani da djeluju kao jedna cjelina. Ovaj umjetni atom su približili suprconductorskom žici koja prenosi fotone. Naizgled neuhvatljivo ponašanje jedinstveno kvantnom svijetu, atom i fotoni su se međusobno isprepleli, toliko da su svojstva prolazila između “atoma” i fotona u žici. Fotoni su počeli djelovati poput atoma, korelirajući jedni s drugima kako bi proizveli jedinstveni oscilirajući sustav.
Kvantna Ponašanja i Njihove Posljedice
Kada su neki od fotona procurili u okolinu, oscilacije su se usporile i, u kritičnoj točki, počele su pokazivati kvantno divergentno ponašanje. Drugim riječima, poput Schrödingerove mačke, koreliranim fotonima omogućeno je da budu u dva stanja istovremeno. Dr. Darius Sadri, suautor istraživanja, objašnjava: “Ovdje smo postavili situaciju gdje svjetlost efektivno djeluje poput čestice, u smislu da dva fotona mogu vrlo snažno interagirati. U jednom načinu rada, svjetlost se ljulja poput tekućine; u drugom, zamrzava se.”
Zašto je To Važno?
Iako je fascinantno proizvesti čvrsto svjetlo, tim je imao i praktične motive. Kada su spojeni, fotoni svjetlosti ponašaju se kao subatomske čestice, a u nekim aspektima ih je lakše studirati. Tim se nada koristiti to čvrsto svjetlo za simulaciju subatomskog ponašanja. Tradicionalni modeli ponašanja velikog broja čestica često koriste statističku mehaniku, pojednostavljajući ponašanje pretpostavkom da nema interakcije među česticama i da je sustav u ravnoteži. Ali, kao što Houck i njegovi kolege primjećuju: “Svijet oko nas rijetko je u ravnoteži.”
Potencijal za Istraživanje
Čvrsto svjetlo predstavlja priliku za promatranje subatomskog sustava dok se počinje odvajati od ravnoteže, pružajući temeljnije razumijevanje načina na koji ti sustavi djeluju. Stvoren sustav je vrlo jednostavan, s fotonima isprepletenim s atomom na dva mjesta. Ipak, moguće je povećati tu složenost i proširiti spektar mogućnosti onoga što se konstruiše. Osim toga, Houck i njegov tim nadaju se da bi zamrznuto svjetlo moglo učiniti ponašanje materijala koji ne postoje, ali su ih fizičari hipotetski zamislili, omogućujući im istraživanje kako bi se ti materijali ponašali da su stvarni.
Zaključak
Ova istraživanja otvaraju vrata novim mogućnostima u svijetu fizike i kvantnih znanosti. S čvrstim svjetlom kao novim alatom, znanstvenici mogu istraživati neistražena područja subatomskog ponašanja i potencijala ove revolucionarne tehnologije.
Za više informacija
Ako vas zanima daljnje istraživanje ovih tema, obavezno pratite najnovija istraživanja i otkrića iz svijeta fizike.
