Wir sind einen kleinen Schritt näher an ein funktionierendes Licht Saber
Spielverderber Physiker haben lange auf die schiere Unwahrscheinlichkeit des Gebäudes ein Lichtschwert arbeiten hingewiesen. Aber jetzt, sie haben genommen, einen kleinen Schritt in Richtung Verwirklichung des Traums von Star Wars -Fans weltweit, indem Sie herausfinden, wie man Photonen zu verkleben wie Moleküle in einem Gas Super gekühlt.
Diese neueste Arbeit baut auf vorherige Experimente ab 2013, wenn Harvard Physiker erstmals einen neuen Zustand der Materie bekannt gegeben.
Photonen haben keine Masse und Reißverschluss entlang mit der Geschwindigkeit des Lichtes, ohne Zeit zu hängen, um in Klumpen. Sie auch nicht geladene Teilchen und somit nicht mit einander viel überhaupt interagieren. Sie lieben es, mit geladenen Elektronen, aber einfach nur chillen. Und das ist, was hier vor sich geht: die Harvard-Experiment erstellt eine besondere Art des Mediums, in dem Photonen wie geladene Teilchen mit Masse, die es ihnen ermöglichen, Form Moleküle handeln.
Als die Harvard-Forscher eine Wolke aus kalten Rubidiumatomen mit einem Laser gestrahlt, fanden sie, dass bei mehr als Photon durchlaufen, die Photonen zusammen verklumpten – es war wie sie übereinander überlagert waren, als sie durch das Gas an. Der Täter: ein Phänomen bekannt als Rydberg-Blockade. Wie Adam Clark Estes im Jahr 2013 für Gizmodo berichtet:
Diese Regel besagt, dass Atome benachbarten Atoms, die angeregt worden ist — sagen, von einem vorbeifahrenden Photon – kann nicht im gleichen Maße wie das ursprüngliche Atom angeregt werden. Wenn mehrere Photonen durch eine Wolke aus Atomen bestehen, erzeugt dies eine Push-Pull-Kraft zwischen ihnen, das ist, was das resultierende Molekül bindet.
Technisch gesehen, nicht die Photonen ihrer grundlegenden Natur verändert; Sie haben noch keine Gebühren und keine Masse. Sie haben nur einen Weg gefunden, über Zwischenhändler miteinander interagieren – nämlich die extrem kalten Rubidiumatomen. Sie müssen innerhalb dieser Rubidium Gas um zu interagieren. Das heißt, "Es ist keine Analogie in apt, dies zu leichten Säbeln zu vergleichen", sagte Harvards Mikhail Lukin damals. "Wenn diese Photonen miteinander interagieren, sie sind gegen drängen und gegenseitig abzulenken." Die Physik der Geschehnisse in dieser Moleküle ist ähnlich, was wir im Kino sehen."
Jetzt, haben Physiker an das National Institute of Standards and Technology (NIST) gezeigt, dass es möglich ist, erhalten zwei Photonen nebeneinander Reisen in einem festgelegten Abstand voneinander unterscheiden, ähnlich wie Wasserstoff-Atome in einer Wasserstoff-Moleküle angeordnet sind. Das ist ein beeindruckendes Maß an Kontrolle, die große Verheißung für die Herstellung von molekularen Licht zeigt. Und wenn Sie ein Molekül aus Photonen, warum kein Lichtschwert gestalten können?
Vor allem, was, die man Star Wars -Fans da draußen zu aufgeregt, gibt es die üblichen Vorbehalte. Es ist eine ziemlich aufwändige Laboraufbau erforderlich, um auch einfache Moleküle des Lichts, angesichts des extrem kalten Rubidium Gas. Die Photonen können nicht ohne sie interagieren, und es ist ganz die technische Herausforderung, einen Raum voller Ausrüstung auf Handheld-Größe zu verkleinern.
Auch wenn Wissenschaftler herausfinden, wie man komplizierte Objekte, wie ein Schwert aus Photonen, bauen gibt es viele andere Hürden zu überwinden, um eine funktionierende Lichtschwert machen – Themen wie macht, Größe und Schwierigkeit das Laserlicht innerhalb einer kurzen Klinge zu halten, da Licht nicht wirklich aufhören, wenn es etwas trifft, das kann absorbieren oder reflektieren seine Energie.
Das bedeutet nicht, dass es keine praktischen Anwendungen, z. B. elektronische Schalter in Computern oder LWL-Systeme durch optische Versionen, wodurch die Energieverluste, die auftreten, wenn optische Signale in elektrische Signale umwandeln und wieder zurück zu ersetzen. "Viele moderne Technologien basieren auf Licht, Kommunikation, Technologie, um hochauflösende Bildgebung" NIST Physiker Alexey Gorshkov in einer Pressemitteilung sagte. "Viele von ihnen würden erheblich verbessert werden, wenn wir Interaktionen zwischen Photonen Ingenieur konnte."
[Via PhysOrg und Nanowerk News]
Bild: Künstlerische Darstellung von zwei Photonen (dargestellt als Wellen) gesperrt zusammen in einem kurzen Abstand. Bildnachweis: E. Edwards/JQI.
Referenzen:
Firstenberg, Ofer Et Al. (2013) "attraktive Photonen in einem Quantum nichtlinearen Medium" Natur 502:71-75.
Maghrebinischen, M.F. Et Al. (2015) "Coulomb gebundenen Staaten stark wechselwirkende Photonen" Physical Review Letters 115:123601.