از نوع جدید ماده‌ی فوتونی چه می‌دانید؟
مجله علمی ایلیاد - حالات محدودِ ذرات پُرجرم مثل هسته‌ها، اتم‌ها یا مولکول‌ها، درواقع دنیای مرئی اطراف ما را تشکیل می‌دهند. درمقابل، ذرات انفرادی نور به‌نام «فوتون»ها معمولاً فعل و انفعال ضعیفی دارند.
پروفسور «ولادان ولتیک» و همکارانش در MIT، اثبات کرده‌اند که فوتون‌ها می‌توانند به گونه‌ای ساخته شوند که با یکدیگر فعل و انفعال داشته باشند، دستاوردی که می‌تواند راه را به سوی استفاده از فوتون‌ها در محاسبات کوانتومی باز کند. پروفسور ولادان گفت: «فوتون‌ها می‌توانند به سرعت در مسافت‌های طولانی حرکت کنند و مردم برای انتقال اطلاعات از نور مثلاً در فیبرهای نوری، کمک بگیرند. اگر فوتون‌ها بتوانند بر یکدیگر تاثیر بگذارند، آنگاه اگر بتوانید این فوتون‌ها را گیر بیندازید و البته ما این کار را کرده‌ایم، می‌توانید از آن‌ها استفاده کرده تا اطلاعات کوانتومی را به‌طرز جالب و سودمندی توزیع کنید.»
در مقاله‌ای که در مجله‌ی Science منتشر شده، محققان گزارش می‌دهند که گروه‌هایی از سه فوتون را مشاهده کرده‌اند که با یکدیگر فعل و انفعال برقرار می‌کنند و در عمل به یکدیگر می‌چسبند تا نوعی کاملاً جدیدی از ماده‌ی فوتونی را ایجاد کنند.
در آزمایش‌های کنترل‌شده، آن‌ها دریافتند که وقتی پرتوی لیزری خیلی ضعیف را از طریق ابر متراکمی از اتم‌های «روبیدیم فراسرد» تابش دهند، به‌جای اینکه ابر را به‌صورت تکی برانگیخته کنند، فوتون‌های فاصله‌دار، فوتون‌هایی که به‌صورت جفتی یا سه‌تایی به یکدیگر چسبیده‌اند، نوعی فعل و انفعال که همان جذب است را تجربه می‌کنند. درحالی‌که فوتون‌ها معمولاً هیچ جرمی ندارند و با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، محققان دریافتند که فوتون‌های محدود درواقع کسری از جرم الکترون را به‌دست آورده‌اند. این ذرات نوری که به تازگی کم وزن شده‌اند، نسبتاً کُند بوده و تقریباً ۱۰۰ هزار بار آهسته‌تر از فوتون‌های عادیِ بدون فعل و انفعال حرکت می‌کردند.
پروفسور ولتیک، گفت: «نتایج ما ثابت می‌کند که فوتون‌ها می‌توانند با یکدیگر فعل و انفعال برقرار کنند یا همدیگر را گیر بیندازند. اگر به گونه‌ای ساخته شوند که به روش‌های دیگری با یکدیگر فعل و انفعال برقرار کنند، ممکن است از عملیات خیلی سریع آن‌ها جلوگیری شود، به‌ویژه در محاسبات کوانتومی به‌شدت پیچیده. فعل و انفعال فوتون‌های انفرادی رویایی دور و دراز برای چندین دهه بوده است.»
همچنان که به جلو پیش می‌رویم، نویسندگان به دنبال روش‌هایی برای برقراری فعل و انفعالات دیگری مثل دفع هستند. در دفع، فوتون‌ها یکدیگر را همانند توپ‌های بیلیارد پراکنده می‌کنند. پروفسور گفت: «این کار کاملاً جدید است، چون حتی نمی‌دانیم گاهی اوقات از لحاظ کیفی باید چه انتظاری داشته باشیم. با دفع فوتون‌ها، آیا آن‌ها می‌توانند به گونه‌ای باشند که الگوی منظمی را تشکیل دهند، همانند کریستال نور؟ یا اتفاق دیگری خواهد افتاد؟ این قلمرویی ناشناخته است.»
نوشته: SciNews
ترجمه: سحر الله‌وردی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سحر الله‌وردی - مجله علمی ایلیاد