Do velikog otkrića došli su znanstvenici prestižnih američkih sveučilišta MIT i Harvard. Uspjeli su uvezivanjem fotona doći do sasvim novog oblika svjetlosti, bio bi to temelj za nove primjene u kvantnom računarstvu, a oni malo hrabriji u tome vide čak i temelj za – pravu svjetlosnu sablju iz Ratova zvijezda! Za to se istraživanje znalo otprije, prije pet godina pisalo se o stvaranju fotonskih molekula. Znanstvenici su uspjeli dva fotona dovesti u interakciju, praktično od njih stvoriti molekulu. Tada su se dr. sc. Vladan Vuletić s MIT-a i dr. sc. Mihail Lukin s Harvarda upitali je li to isto moguće postići s više fotona. Riječ je o elementarnim česticama svjetlosti koje su brze, nemaju masu, električni naboj te uzajamno ne djeluju. U eksperimentu znanstvene su grupe s dvaju prestižnih sveučilišta uspjele postići da fotoni uspore, dobiju masu te stupe u interakciju. Riječ je, dakle, o novom obliku svjetlosti.
– Primjerice, možete spojiti molekule kisika tako da tvore O2 ili O3, no ne i O4, a od nekih čestica ne možete spojiti ni tročestičnu molekulu – rekao je dr. Vladan Vučetić, glavni znanstvenik u studiji, inače srpskog porijekla, iz grada Peći u Kosovu. Bilo je tako otvoreno pitanje može li se dodati još fotona molekuli kako bi se one uvećavale.
Za uspjeh istraživanja zaslužan je rubidij, mekani srebrno-bijeli element alkalijske skupine, odnosno oblak njegovih atoma koje su znanstvenici ohladili gotovo do apsolutne nule koja ih je praktično zamrznula na mjestu. Kroz taj oblak pustili su vrlo slabu lasersku zraku koja je slala tek po par fotona. Nakon što bi izišli iz oblaka, znanstvenici su te fotone izmjerili uočivši da su izlazili u grupama od dva ili tri, ne jedan po jedan u nejednakim intervalima kako su očekivali. Fotoni su se međusobno privukli i dobili su masu, doduše jako malenu, jednaku djeliću elektrona. No, i to je veliko postignuće s obzirom na to da je foton čestica koja nema mase. Kako su otežali, tako su i usporili, i to za 100.000 puta u odnosu na brzinu svjetlosti kojom inače putuju. Vuletić i kolege smatraju da se to događa zbog sudara fotona s atomima rubidija, nakon čega se stvaraju polaritoni, kvantne čestice koje čine svjetlost i tvar. Polaritoni imaju masu pa se mogu vezivati za druge polaritone. Pri napuštanju oblaka atomi rubidija ostaju, a izlaze povezani fotoni. Ako bi se fotone moglo navesti i na drukčija uzajamna djelovanja moguće je da bi mogli izvesti iznimno kompleksne kvantne izračune i to nevjerojatnim brzinama. Što se moguće svjetlosne sablje tiče, Vuletić kaže da je trenutačno teško znati što možemo očekivati.
– Postignemo li interakciju fotona u kojoj se oni međusobno odbijaju, možemo li očekivati da stvore pravilnu strukturu koja bi zapravo bila kristal svjetlosti? Ili će se možda dogoditi nešto drugo? Riječ je o potpuno nepoznatom teritoriju – kaže dr. Vladan Vuletić.
- Vladanova grupa je kroz godine publicirala već nekoliko jako bitnih radova u polju fotonskih interakcija. Sami po sebi, fotoni ne djeluju međusobno jedni na druge (za razliku od na primjer elektrona). No, neki mediji mogu djelovati kao "posrednici" interakcije među fotonima: to obično zahtijeva jako puno fotona (svjetlost velike snage). No, Vladanova grupa radi na metodama gdje se ti efekti mogu vidjeti i već na svega nekoliko fotona. To je potencijalno bitno za razvoj fotoničkih kvantnih kompjutera, rekao nam je dr. sc. Marin Soljačić, profesor na MIT-u, kolega dr. Vladana Vuletića.
CES Las Vegas 2018:
zamislite, spojili dva fotona od kojih ni jedan nema masu i dobili molekulu koja je ima. 0 + 0 = 1