Прямо сейчас ученые создают новый вид материи из фотонов

Фотонные двигатели? Джедайские мечи? Более прозаические, но такие желанные квантовые вычисления? Ученые сдвинулись с мертвой точки в изучении взаимодействия фотонов друг с другом.

Что произойдет, если в темной комнате перекрестить лучи двух фонариков? Правильно. Абсолютно ничего. Со школьных времен все знают, что фотоны, из которых состоит свет, являются элементарными частицами и не взаимодействуют ни между собой, ни с окружающими предметами.

Но настоящие физики не могут смириться с такой предопределенностью. Они долгие годы ломали головы над тем, как заставить фотоны притягиваться и отталкиваться, как это происходит со всеми другими частицами привычной материи. И вот маленький шажок на пути к квантовым вычислениям, а также к созданию настоящих джедайских мечей, которые, как знает всякий ребенок, являются (нет не лазерами) концентрированными лучами света. О фотонных двигателях знает любой, кто зачитывался в детстве космическими путешествиями в далеком будущем.

Трое ученых из Гарварда (один из них русский – Михаил Лукин) наблюдали, как три фотона «слипаются» между собой, образуя доселе неизвестный человечеству вид материи. Добиться этого очень непросто. Чрезвычайно слабый лазерный луч выбивает из облака ультрахолодных атомов рубидия не разрозненные фотоны, а их пары или триплеты.

При таком способе образования фотоны получают ряд нехарактерных для них качеств. Их скорость становится меньше в 100 тысяч раз по сравнению с обычной (300 тыс км в секунду). Они приобретают массу, очень незначительную, доли от массы электрона, но все-таки массу.

Помимо уже названных применений свойств фотонов, ученые рассчитывают использовать их для создания новых неизвестных ранее веществ. Например, мы все знакомы с кислородом (О₂) и озоном (О₃). А что если фотоны помогут получить вещество с молекулярной формулой О_4? Какое оно будет?

Источник: Phys.org