Молекула из фотонов

13.10.2013

Впервые удалось соединить фотоны в молекулу - до сих пор даже теоретизирования на эту тему вызывали ожесточенные споры в научной среде. Физики профессор Михаил Лукин из Гарварда и профессор Владан Вулетич из Массачусетского технологического института (MIT) фактически смогли создать новую форму материи из частиц света. Открытие ученых противоречит десятилетиями устоявшемуся общепринятому мнению о природе света. Уже давно считается, что фотоны - это безмассовые частицы, которые не взаимодействуют друг с другом. Проще говоря, два луча света просто проходят сквозь друг друга. Однако, созданные учеными "фотонные молекулы" ведут себя совсем иначе и, теоретически, делают возможными доселе невероятные вещи, например световой меч из "Звездных войн".

"Большая часть свойств света, которые мы знаем, связана с отсутствием массы у фотонов и тем, что они не взаимодействуют друг с другом, - объясняет Михаил Лукин. - Мы создали особый тип среды. В ней фотоны взаимодействуют друг с другом так сильно, что они начинают действовать так, как будто у них есть масса. В результате фотоны связываются вместе, образуя молекулы. Этот тип связанного фотонного состояния довольно долгое время предполагался теоретиками, но до сих пор не наблюдался".

Когда фотоны взаимодействуют, они давят друг на друга и отклоняют друг друга. То есть световой меч джедаев, твердый световой столб, в свете открытия ученых уже не выглядит глупой придумкой фантастов. Чтобы заставить "нормальные" безмассовые фотоны связываться друг с другом, Лукин и его коллеги накачали атомы рубидия в вакуумную камеру, а затем охладили их лазером до температуры в несколько градусов выше абсолютного нуля. После этого с помощью крайне слабых лазерных импульсов в облако атомов рубития послали одиночные фотоны.

Поскольку фотон входит в облако холодных атомов, его энергия возбуждает атомы на своем пути, в результате чего фотон значительно замедляется. Энергия фотона передается от атома к атому и, фотон ее теряет, но в конце концов, он вылетает из облака, оставаясь тем же световым импульсом, что и до входа в облако.

Когда фотон выходит из облака, его идентичность сохранена, как это происходит с лучом света в стакане воды. В случае с атомами рубидия этот процесс немного более экстремальный - свет значительно замедляется и теряет намного больше энергии. Однако ученых удивило другое: фотоны выходили из облака атомов рубидия вместе, как одна молекула. Как эти "молекулы" образуются и почему таких молекул никто до сих пор не видел?

Эффект, благодаря которому фотоны превращаются в особую форму материи, называется блокада Ридберга. Он основан на том, что при возбуждении атома, соседние атомы не могут быть возбуждены в той же степени. На практике это означает, что когда два фотона влетают в облако атомов, первый фотон возбуждает атом и вынужден двигаться вперед, до того, как второй фотон возбудит другой, соседний, атом. Проще говоря, фотоны то тянут, то толкают друг друга, то есть взаимодействуют между собой, как молекулы, хоть и опосредовано (через атомы рубидия). Тем не менее, когда фотоны выходят из облака, они выходят вместе, а не как единичные фотоны.

<< Назад: Мобильная рабочая станция Eurocom Racer 3W 14.10.2013

>> Вперед: Конструктор детей 13.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Энергоэффективный LTE-модем со скоростью до 450 Мбит/с 06.12.2014 Компания Qualcomm Incorporated (NASDAQ: QCOM) объявила о выходе многорежимного LTE-модема пятого поколения Qualcomm Gobi 9x45 и трекера энергопотребления второго поколения Qualcomm RF360 Envelope Tracker QFE3100. Оба продукта призваны обеспечить высокую скорость загрузки данных из сети, быструю работу приложений, а также повысить энергоэффективность устройства и оптимизировать потребление энергии. Новинки в настоящий момент находятся на тестировании у партнеров Qualcomm, а поставки на рынок запланированы на 2015 г. Помимо общих усовершенствований, оптимизирующих энергопотребление и площадь печатной платы, модем 9x45 - первое решение 10-ой категории с поддержкой агрегации несущих частот в масштабах всего мира, обеспечивающее скорость входящего соединения на уровне до 450 Мбит/с и восходящего - на уровне до 100 Мбит/c, агрегируя частоты TDD- и FDD-спектра. Модем разработан на основе 20-нм техпроцесса второго поколения и обеспечивает агрегацию до трех частот диапазона 60 МГц на входящем соединении и до двух частот диапазона 40 МГц на восходящем соединении. Модем 9x45 интегрирует все основные стандарты сотовой связи включая DC-HSPA, EVDO, CDMA 1x, GSM и TD-SCDMA, поддерживает все основные RF-диапазоны и их комбинации, а также обеспечивает геопозиционирование в системах GPS, Beidou, ГЛОНАСС и Galileo. Кроме того, в новом модеме по умолчанию реализована поддержка LTE Broadcast, VoLTE и LTE Dual SIM. Компоновка QFE3100 оптимизирована с целью сокращения площади печатной платы на 30%, благодаря чему чип отличается повышенной энергоэффективностью по сравнению с решениями предыдущего поколения. Использование модема 9x45 позволяет производителям мобильных устройств использовать максимум доступного частного спектра, обеспечивать высокую скорость передачи данных и большую гибкость реализации сетевой архитектуры. Новое решение Qualcomm отвечает требованиям рынка относительно более эффективного расхода энергии и сокращения толщины устройств, что привносит разнообразие в конструктив мобильных решений. Для потребителей это означает двукратное увеличение скорости выгрузки данных в сеть и до полутора раз более высокую пиковую скорость загрузки по сравнению с устройствами LTE Category 6. Кроме того, усовершенствованный модем способствует ускорению отклика приложений и улучшенному качеству связи с зоне покрытия сетей LTE-A.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026