Neue Art von Licht in Physik Durchbruch geschaffen


Physiker haben eine neue Art von Licht durch kühlen Photonen in einem Blob-Zustand geschaffen.

Feststoffe, Flüssigkeiten und Gasen, wie entdeckt dies vor kurzem, Zustand einen Zustand der Materie darstellt. Ein Bose-Einstein-Kondensat, es entstand im Jahr 1995 mit super-kalte Atome eines Gases jedoch Wissenschaftler hatte gedacht, dass es nicht mit Photonen, erfolgen könnte, die Basiseinheiten des Lichts sind. Physiker Jan Klärs, Julian Schmitt, Frank Vewinger und Martin Weitz der Universität Bonn in Deutschland berichteten jedoch, es zu erreichen. Sie haben die neuen Partikel genannt "super Photonen."

Partikel in einem traditionellen Bose-Einstein-Kondensat sind nahe dem absoluten Nullpunkt abgekühlt, bis sie auf einander glom und ununterscheidbar, als ein riesiger Teilchen. Experten gedacht Photonen (Licht-Pakete) wäre nicht in der Lage, diesen Zustand zu erreichen, denn es unmöglich, kühles Licht, schien während es zur gleichen Zeit zu konzentrieren. Da Photonen masselosen Teilchen sind, sie können einfach in ihrer Umgebung aufgenommen werden und verschwinden, das passiert meist, wenn sie abgekühlt sind.

Die Wissenschaftler mussten einen Weg finden, die Photonen kühlen ohne ihre Zahl zu verringern.

"Viele Wissenschaftler glaubten, dass es nicht möglich sein würde, aber ich war mir ziemlich sicher, dass es funktionieren würde," sagte Weitz LiveScience.

Um die Photonen zu fangen, entwickelt die Forscher einen Container aus Spiegel platziert sehr, sehr nahe zusammen – über ein Millionstel eines Meters (1 Mikron) auseinander. Zwischen den spiegeln platziert die Forscher Farbstoffmoleküle – im Grunde kleine Stücke von Farbpigment. Wenn die Photonen dieser Moleküle treffen, wurden sie absorbiert und dann wieder emittiert.

Die Spiegel gefangen die Photonen, indem man sie Prellen zurück und her in einem geschlossenen Zustand. Dabei tauschten die leichten Pakete thermischen Energie jedes Mal, wenn sie auf ein Dye-Molekül, und sie schließlich unten auf über Raumtemperatur abgekühlt

Raumtemperatur nicht annähernd Absolute Null ist, war es kalt genug für Photonen in einem Bose-Einstein-Kondensat zu verschmelzen.

"Ob eine Temperatur kalt genug, um die Kondensation zu starten ist die Dichte der Partikel hängt," schrieb Klärs in einer E-mail. "Ultra-kalte atomare Gasen sind sehr verdünnte und daher haben sie sehr geringe Kondensationstemperaturen." Unsere Photon Gas hat eine Milliarde Mal höheren Dichte und können wir die Kondensation bereits bei Raumtemperatur zu erreichen. "

Die Forscher beschreiben ihre Ergebnisse in der 25 November-Ausgabe der Zeitschrift Nature.

Physiker James Anglin Deutschlands Technische Universität Kaiserslautern, die nicht am Projekt beteiligt war, namens das Experiment "Meilenstein" in einem begleitenden Essay in der gleichen Ausgabe von Nature.

In der Tat veranlaßte immer die Photonen in diesen Zustand zu kondensieren sie, eher wie normale Materie-Teilchen verhalten. Es präsentiert auch die Fähigkeit von Photonen und in der Tat alle Partikel, um als beide Verhalten einer punktförmigen Teilchen und Welle – eine der verwirrendsten Offenbarungen der modernen Quantenphysik Physik.

"Die Physik hinter der Bose-Einstein-Kondensation ist der Übergang von einem Partikel-ähnliches Verhalten bei hohen Temperaturen zu einem wellenartigen Verhalten bei tiefen Temperaturen", schrieb Klärs. "Dies gilt für atomare und photonischen Gase."

Die Forscher sagten, die Arbeit haben könnte, dass Anwendungen auf der ganzen Linie für die Erstellung von neuen Arten von Lasern, die sehr-kurzwelliges Licht in den Bands von UV- oder Röntgenstrahlen erzeugen.

"Das wird auf jeden Fall einige Jahre dauern", sagte Weitz.

Sie können LiveScience Redakteur Clara Moskowitz auf Twitter @ClaraMoskowitz verfolgen.

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