ახალი ფოტონური მოლეკულები და მანათობელი ხმლები...

New photonic molecules are not unlike lightsabers

1 დეკემბერი

ჰარვარდისა და მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) მეცნიერებმა, ერთობლივად შეიმუშავეს მოწყობილობა, რომლის სპეციფიკურ პირობებში სადემონსტრაციო ჩვენებისას, ფოტონები ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ და ახალ მოლეკულებს წარმოქმნიან. ფოტონების ამგვარი დაჯგუფებები, რომლებსაც მკვლევარები „ფოტონურ მოლეკულებად“ მოიხსენიებენ, ნივთიერების სრულიად ახალ ფორმას ქმნიან, რომელთა არსებობაც აქამდე მხოლოდ თეორიულად იყო ნავარაუდები.

ახალ ნივთიერებაში, შუქის და მყარი ნივთიერებების თვისებებია შერწყმული, მაგრამ მატერიის ეს ახალი ფორმა, ფიზიკის თვალსაზრისით, სულაც არაა ისეთი, როგორადაც შესაძლოა, „ვარსკვლავური ომების“ ფანებს წარმოუდგენიათ მანათობელი ხმლების მასალა. ყოველ შემთხვევაში, ახალ ნივთიერებას ასე აფასებს ჰარვარდელი პროფესორი ფიზიკის დარგში, მიხაილ ლუკინი, ვინც ჰარვარდის და MIT-ის ულტრაცივი ატომების მკვლევართა ჯგუფს ხელმძღვანელობს. მასთან ერთად, ანალოგიურ კვლევას MIT-ის პროფესორი ფიზიკაში, ვლადან ვულეტიჩიც უძღვება.

„ჩვენ საქმე არ გვაქვს ეგრეთ წოდებული მანათობელი ხმლების მასალასთან. როდესაც ფოტონები ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ, ისინი ერთმანეთს აწვებიან და ირეკლავენ. რა მოვლენებიც ამ მოლეკულებში ხდება, დაახლოებით მსგავს რამეს ფილმებშიც ვნახულობთ“, - განმარტავს პროფესორი ლუკინი.

ცნობილია, რომ ფოტონებს მასა არ აქვს და ისინი არც ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ. ახალი აღმოჩენა არ ეხება ამ ორი ფაქტიდან პირველს, მეორე კი ეჭვქვეშ დადგა. პროცესის სპეციალურ გარემოში დემონსტრირებისას, ფოტონების ურთიერთქმედებას აქვს ადგილი. ოღონდ ეს არაპირდაპირ, ატომებზე ზემოქმედების დახმარებით ხდება.

პროფესორი ფიზიკის დარგში, მიხაილ ლუკინი

მკვლევარებმა, სპეციალურ ვაკუუმის კამერაში რუბიდიუმის ატომები ჩატუმბეს, რის შემდეგაც, ლაზერების დახმარებით, კამერაში ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულზე ოდნავ მაღალ ტემპერატურამდე დაიყვანეს. ამის შემდეგ, წინასწარ მომზადებულ გარემოში, ცალკეული ფოტონები გასტყორცნეს. ამ პროცესში ისეთივე ეფექტი დაფიქსირდა, როგორიც წყლით სავსე შუშის ჭურჭელში სინათლის სხივის გარდატეხისას ხდება. რუბიდიუმის ატომების ღრუბელში ფოტონების შეღწევისას, მათ ენერგიის ნაწილი გარემოს გადასცეს. დაფიქსირდა ფოტონების გზად არსებული ატომების აღგზნება. იმავდროულად, ფოტონები ძლიერ შენელდა.

ფოტონებსა და ატომებს შორის ენერგიის ამგვარი გაცვლა, ეგრეთ წოდებული „რიდბერგის ბლოკადით“ რეგულირდება. ამ პროცესში, ფოტონის მიერ აღგზნებული ატომი მოძრაობას მანამ აგრძელებს, სანამ იგივე პროცესს სხვა ფოტონი გაიმეორებს. ამ ურთიერთზემოქმედებისას, ფოტონები ერთმანეთს აწვებიან და ექაჩებიან, როგორც მოლეკულები. როგორც კი სპეციალურ გარემოს დატოვებენ, მათ ჩვეულებრივი ენერგია უბრუნდებათ (ატომებისგან ზემოქმედებით), ოღონდ ამჯერად უკვე მოლეკულების სახით ფიქსირდებიან და არა ცალკეულ ფოტონებად.

რა თქმა უნდა, ამ ურთულესი პროცესების კვლევით, მეცნიერები მანათობელი ხმლების გამოგონებას არ აპირებენ. სამაგიეროდ, მათი აღმოჩენა კაცობრიობას კვანტური კომპიუტერების შექმნაში დაეხმარება. გარდა ამისა, პროფესორი ლუკინი ირწმუნება, რომ შესაძლებელი გახდება კომპლექსური 3D სტრუქტურების შექმნა.