[екатарина]

Цитата: Сообщение от Puiniser Масса фотона равна нулю. В покое. Как из него может появиться материя?

Мне стыдно интерпретировать это место и то, о чем я понятия не имею. и насколько я понимаю, русские из Гарварда обнаружили, что в какой-то среде фотоны ведут себя так, как будто они реагируют друг на друга, а не проходят друг через друга, как раньше. И по течению образовалась какая-то молекула. они говорят, что в этом нет ничего особенного, но это интересное открытие.

https://www.nature.com/articles/nature12512

Цитата: Znanstvenici iz fotona stvorili dosad neviđeni oblik materije Znanstvenici s Harvarda i MIT-a nedavno su izazvali konvencionalno znanje o prirodi svjetlosti, a za to čak nisu trebali otići u daleku, daleku galaksiju. Surađujući s kolegama iz Centra za ultrahladne atome Massachusettskog instituta za tehnologiju (MIT), grupa znanstvenika koju su vodili Mikhail Lukin, profesor fizike na Harvardu te Vladan Vuletic, profesor fizike na MIT-u, uspjeli su navesti fotone da se spoje i pretvore u molekule, odnosno u oblik materije koji je dosad bio moguć samo u teoriji. Njihov rad objavljen je prije nekoliko dana u časopisu Nature. Lukin je rekao kako je ovo otkriće suprotno desetljećima prihvaćenog znanja o prirodi svjetlosti. Fotoni su dugo vremena bili opisivani kao čestice bez mase koje nisu u interakciji jedne s drugima. Uperite dvije laserske zrake jednu u drugu, rekao je, i one će jednostavno proći jedna kroz drugu. No „fotonske molekule“ se ne ponašaju na isti način kao i laserske zrake, već prije kao nešto što se može naći u znanstvenoj fantastici, točnije svjetlosni mačevi. „Većina svojstava svjetlosti koje znamo dolaze iz pretpostavke da su fotoni bez mase i da ne djeluju jedni na druge“, rekao je Lukin. „Ono što smo mi napravili jest da smo stvorili posebnu vrstu medija u kojem su fotoni bili u tako snažnoj interakciji da se počelo činiti kao da imaju masu, te su se počeli povezivati u oblike molekula.“ Lukin dodaje kako je o ovakvom stanju fotonskih veza već neko vrijeme bilo raspravljano u teoriji, no to dosad nije bilo viđeno, te kaže kako se ovo veoma prikladno može usporediti sa svjetlosnim mačevima. „Kad ovi fotoni djeluju jedni na druge, oni se sudaraju i odbijaju jedni od drugih. Fizika toga što se događa u tim molekulama veoma je slična onome što možemo vidjeti u filmovima.“ Kako bi fotone koji su inače bez mase potaknuli na povezivanje jednih s drugima, Lukin i kolege iz njegovog tima u ovom se eksperimentu jednostavno nisu mogli osloniti na silu, već su umjesto toga morali stvoriti ekstremne uvjete potrebne da se to dogodi. Znanstvenici su počeli eksperiment tako što su najprije ubacivali atome rubidija u zrakopraznu komoru, nakon čega su koristili lasere kako bi ohladili oblak atoma na samo nekoliko stupnjeva iznad apsolutne nule. Zatim su koristeći iznimno slabi laserski puls ubacivali jedan po jedan foton u taj oblak atoma. Kako je objasnio Lukin, u trenutku kada foton uđe u oblak hladnih atoma, njegova energija na tom putu toliko pobudi atome da to rezultira dramatičnim usporavanjem fotona. Kako se foton kreće kroz oblak atoma, ta njegova energija prelazi s jednog atoma na drugi, te na kraju izlazi iz oblaka zajedno s fotonom. „U trenutku kad foton izađe iz medija, njegov identitet je sačuvan“, rekao je Lukin. „Ovaj efekt jednak je onome kad promatramo lom svjetlosti u čaši vode. Svjetlost ulazi u vodu, daje mediju dio svoje energije i unutar medija postoji kao svjetlost i materija zajedno, ali kad izlazi, još uvijek je svjetlost. Naš proces je zapravo isti, iako malo ekstremniji. Točnije, svjetlost je dramatično usporena, a otpušteno je znatno više energije nego što je slučaj kod refrakcije svjetlosti u čaši vode.“ Kad su Lukin i njegovi kolege ubacili dva fotona u oblak atoma iznenadili su se kad su vidjeli da su atomi iz oblaka izašli zajedno, tvoreći jednu molekulu. Razlog zbog kojeg su fotoni stvorili dosad neviđene molekule je efekt nazvan Rydbergova blokada, koji, kako objašnjava Lukin, govori da u trenutku kad je jedan atom pobuđen susjedni atomi ne mogu biti pobuđeni u istom stupnju. U praksi ovaj efekt znači da, kad dva fotona uđu u oblak atoma prvi pobudi neki atom, ali se mora pomaknuti naprijed prije nego drugi foton može pobuditi susjedne atome. Rezultat je, kako kaže, guranje i odbijanje dva fotona kroz oblak dok njihova energija prelazi s jednog atoma na sljedeći. „Ovo je interakcija fotona koja je povezana s interakcijom atoma“, rekao je Lukin, te dodao: „To tjera ta dva fotona da se ponašaju kao molekula, a kad izađu iz medija vjerojatnije je da će to napraviti skupa nego samostalno kao jedan foton.“ Ovaj efekt prilično je neuobičajen, no ima neke praktične implikacije. „Radimo ovo zato što je zabavno i zato što pomičemo granice znanosti“, govori Lukin i dodaje kako ovo otkriće ipak ima velike praktične implikacije jer su fotoni i dalje najbolji mogući način za prijenos kvantnih informacija, a jedini nedostatak dosad bio je taj što se smatralo da fotoni ne mogu biti u međusobnoj interakciji. Kako bi napravili kvantni kompjuter, objasnio je, znanstvenici moraju svoriti sustav koji bi mogao zadržati kvantne informacije te ih procesirati koristeći kvantne logičke operacije. Međutim, izazov u tome je to što kvantna logika zahtijeva interakcije između individualnih čestica kako bi kvantni sustavi mogli biti prebačeni na procesiranje informacija. „Ono što mi demonstriramo svojim procesom dopušta nam da se to ostvari“, govori Lukin. „Prije nego što napravimo koristan, praktičan kvantni prekidač ili fotonska logička vrata moramo poboljšati izvedbu, tako da je ovo još uvijek na početnoj razini, no i to je važan korak. Fizički principi koje smo s ovime ustanovili veoma su važni.“ Ovakav sustav mogao bi čak biti koristan i u klasičnom računanju, objasnio je, budući da se proizvođači čipova sada suočavaju s rasipanjem energije. Brojne kompanije, uključujući i IBM, rade na razvoju sustava koji se oslanjaju na optičke routere koji pretvaraju svjetlosne signale u električne, no čak i ti sustavi imaju određene prepreke. Lukin je također predložio kako bi njihov sustav jednog dana mogao biti iskorišten u stvaranju složenih trodimenzionalnih struktura kao što su kristali u potpunosti iz svjetlosti. „Ne znamo još za što bi sve ovo naše otkriće moglo biti korisno, pa se zbog toga nadamo da bi se nove aplikacije mogle pojaviti već tijekom našeg nastavljanja proučavanja svojstava tih fotonskih molekula“, rekao je. Izvor: Harvard University Izvor: https://geek.hr/znanost/clanak/znans...blik-materije/

Добавлено через 33 минуты
ево на енглеском:

https://news.harvard.edu/gazette/sto...-in-a-new-way/

Цитата: Seeing light in a new way Peter Reuell Harvard Staff Writer September 27, 2013 6 min read Scientists coax photons to bind into molecules for first time Scientists from Harvard University and the Massachusetts Institute of Technology (MIT) are challenging the conventional wisdom about light, and they didn’t need to go to a galaxy far, far away to do it. Working with colleagues at the Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms, a group led by Harvard Professor of Physics Mikhail Lukin and MIT Professor of Physics Vladan Vuletic managed to coax photons into binding together to form molecules — a state of matter that until recently had been purely theoretical. The work is described in a Sept. 25 paper in Nature. The discovery, Lukin said, runs contrary to decades of accepted wisdom about the nature of light. Photons have long been described as massless particles that don’t interact with each other. Shine two laser beams at each other, he said, and they simply pass through one another. Photonic molecules, however, behave less like traditional lasers and more like something you might find in science fiction: the light saber. “Most of the properties of light we know about originate from the fact that photons are massless, and that they do not interact with each other,” Lukin said. “What we have done is create a special type of medium in which photons interact with each other so strongly that they begin to act as though they have mass, and they bind together to form molecules. This type of photonic bound state has been discussed theoretically for quite a while, but until now it hadn’t been observed. “It’s not an inapt analogy to compare this to light sabers,” Lukin said. “When these photons interact with each other, they’re pushing against and deflecting each other. The physics of what’s happening in these molecules is similar to what we see in the movies.” To get the normally massless photons to bind to each other, Lukin and his colleagues, including Harvard postdoctoral fellow Ofer Firstenberg, former Harvard doctoral student Alexey Gorshkov, and MIT graduate students Thibault Peyronel and Qiu Liang, couldn’t rely on something like the Force. They instead turned to a set of extreme conditions. Researchers began by pumping rubidium atoms into a vacuum chamber, then used lasers to cool the cloud of atoms to just a few degrees above absolute zero. Using extremely weak laser pulses, they fired single photons into the cloud of atoms. As the photons enter the cloud, Lukin said, their energy excites atoms along its path, causing the photons to slow dramatically. As the photons move through the cloud, that energy is handed off from atom to atom, and eventually exits the cloud with the photon. “When the photon exits the medium, its identity is preserved,” Lukin said. “It’s the same effect we see with refraction of light in a water glass. The light enters the water, it hands off part of its energy to the medium, and inside it exists as light and matter coupled together. But when it exits, it’s still light. The process that takes place is the same. It’s just a bit more extreme. The light is slowed considerably, and a lot more energy is given away than during refraction.” When Lukin and his colleagues fired two photons into the cloud, they were surprised to see them exit as a single molecule. The reason they form the never-before-seen molecules? It’s an effect called a Rydberg blockade, Lukin said, which means that when an atom is excited, nearby atoms cannot be excited to the same degree. In practice, the effect means that as two photons enter the atomic cloud, the first excites an atom, but it must move forward before the second photon can excite nearby atoms. The result, he said, is that the two photons push and pull each other through the cloud as their energy is handed off from one atom to the next. “It’s a photonic interaction that’s mediated by the atomic interaction,” Lukin said. “That makes these two photons behave like a molecule, and when they exit the medium they’re much more likely to do so together than as single photons.” While the effect is unusual, it has some practical applications. “We do this for fun, and because we’re pushing the frontiers of science,” Lukin said. “But it feeds into the bigger picture of what we’re doing because photons remain the best possible means to carry quantum information. The handicap, though, has been that photons don’t interact with each other.” To build a quantum computer, he said, researchers need to build a system that can preserve quantum information and process it using quantum logic operations. The challenge, however, is that quantum logic requires interactions between individual quanta so that quantum systems can be switched to perform information processing. “What we demonstrate with this process allows us to do that,” Lukin said. “Before we make a useful, practical quantum switch or photonic logic gate, we have to improve the performance. So it’s still at the proof-of-concept level, but this is an important step. The physical principles we’ve established here are important.” The system could even be useful in classical computing, Lukin said, considering the power-dissipation challenges that chip-makers face. A number of companies, including IBM, have worked to develop systems that rely on optical routers that convert light signals into electrical signals, but those systems face their own hurdles. Lukin also suggested that the system might one day even be used to create complex, 3-D structures, such as crystals, wholly out of light. “What it will be useful for we don’t know yet. But it’s a new state of matter, so we are hopeful that new applications may emerge as we continue to investigate these photonic molecules’ properties,” he said.