Jednowymiarowy gaz z samego światła

Fizycy z uniwersytetów w Bonn i w Kaiserslautern-Landau stworzyli jednowymiarowy gaz składający się ze skoncentrowanych fotonów światła. Metoda zastosowana w eksperymencie może być wykorzystana do badania i stosowania efektów kwantowych. Wyniki zostały opublikowane w „Nature Physics”.

„Aby stworzyć tego typu gaz, musimy skoncentrować wiele fotonów w ograniczonej przestrzeni i jednocześnie je schłodzić”, wyjaśniał w publikacji Frank Vewinger z zespołu, który przeprowadzał te eksperymenty. Naukowcy wypełnili niewielki pojemnik roztworem barwnika i wzbudzili go za pomocą lasera. Powstałe w ten sposób fotony odbijały się tam i z powrotem między odbijającymi światło ściankami pojemnika. Za każdym razem, gdy zderzały się z cząsteczką barwnika, były schładzane, aż w końcu gaz fotonowy uległ kondensacji. Na wymiarowość gazu można wpływać modyfikując odbijające powierzchnie. Dostosowano metodę strukturyzacji wysokiej rozdzielczości w ten sposób, aby można ją było zastosować w tym eksperymencie, do odblaskowych powierzchni pojemnika na fotony.

Grupom badawczym udało się wykazać, że jednowymiarowe gazy fotonowe w rzeczywistości nie mają precyzyjnego punktu kondensacji. Dokonując drobnych zmian w strukturach polimerowych, możliwe będzie teraz bardzo szczegółowe zbadanie zjawisk zachodzących przy przejściu między różnymi wymiarami.

Źródło: phys.org, Fot. Adobe AI

Mirosław Usidus