کشف مولکول فوتونی

دانشمندان دانشگاه ام آی تی و دانشگاه هاروارد نشان دادند در شرایط خاص، فوتون ها می توانند با یکدیگر تعامل داشته و مولکول ها را شکل دهند.
چنین گروه هایی از فوتون ها به نام «مولکول های فوتونی» شکل کاملا جدیدی از ماده را تشکیل می دهند که تا چندی پیش فقط جنبه تئوری داشتند. این ماده ویژگی های نور و جامدات را ترکیب می کند.
پروفسور میخائیل لوکین، یکی از رهبران تیم تحقیقاتی، در این رابطه گفت: زمانی که این فوتون ها با یکدیگر تعامل دارند، همدیگر را فشار داده و منکسر می کنند.
در حالت کلی گفته می شود، فوتون ها بدون جرم هستند و با یکدیگر تعامل ندارند.
در حالی که بخشی از این ادعا درست است، کشف جدید بخش دوم را نقض می کند، زیرا نشان داده که در یک محیط آماده فوتون ها می توانند به گونه ای عمل کنند که گویی با یکدیگر تعامل دارند.
دانشمندان حاضر در این مطالعه نخست اتم های روبیدیوم را به درون اتاقک خلا بردند و آن ها را با لیزر تا دمای تقریبا صفر مطلق خنک کردند. آن ها سپس فوتون های منفرد را به درون ابر اتم ها شات کردند.
آنچه در این محیط برای فوتون ها رخ می دهد، به آنچه برای نور منکسرشده در لیوانی پر از آب روی می دهد، شباهت دارد، زیرا زمانی که فوتون ها وارد ابر می شوند، بخشی از انرژی شان را به محیط می دهند.
این فوتون ها شروع به برانگیختن اتم ها در مسیر خود کرده و تا حد قابل توجهی کند می شوند.
با این حال، این تبادل انرژی بین فوتون ها و اتم ها تحت تاثیر اثری موسوم به انسداد Rydberg قرار می گیرد. با این اثر هیچ دو اتمی تا درجه یکسان برانگیخته نمی شوند.
این بدین معناست زمانی که فوتونی اتمی را برانگیخته می کند، باید پس از این که فوتون دیگری این عمل را انجام دهد، به سمت جلو حرکت کند.
در این جا فوتون ها شروع به هل دادن یکدیگر از خلال محیط کرده و درست مانند مولکول ها رفتار می کنند.
هنگام ترک محیط، فوتون ها به وضعیت انرژی اولیه شان باز می گردند (انرژی از اتم ها به فوتون ها بازمی گردد) اما مانند مولکول ها و نه فوتون های منفرد ظاهر می شوند.
یکی از حوزه هایی که از این موفقیت نفع می برد، حوزه محاسبه کوانتومی است، زیرا این موفقیت دانشمندان را به سوی ساخت گیت های لجیستیکی نزدیک تر می کند.
پروفسور لوکین بر این باور است وضعیت فوتونی جدید ساختارهای سه بعدی پیچیده ای از نور را خلق می کند که تصور آن تاکنون مشکل بود.