Een team van onderzoekers van MIT, Harvard University en de Universiteit van Belgrado hebben een manier gevonden om fotonen elkaar af te laten stoten in een wolk van ultrakoud atomair gas. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica , de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden waarbij paren fotonen werden gekoppeld aan atomaire toestanden en wat ze daarvan leerden.

Fotonen hebben geen massa of lading, daarom hebben ze weinig tot geen effect op elkaar als ze elkaar kruisen; ze trekken elkaar niet aan en stoten elkaar niet af. Maar door ze te dwingen elkaar aan te trekken of af te stoten, kunnen onderzoekers unieke materialen maken. Wetenschappers hebben manieren onderzocht om hen daartoe te dwingen met behulp van verschillende trucs. terug in 2013, bijvoorbeeld, twee van de leden van het huidige team werkten samen aan een project waarin fotonen werden gemaakt om elkaar aan te trekken onder de juiste omstandigheden - door ze in een wolk van ultrakoud gas te schieten, waardoor ze in een Rydberg-staat kwamen, waardoor ze een beetje plakkerig met elkaar worden. Pogingen om een ​​vergelijkbare techniek te gebruiken waren teleurstellend, echter, omdat het de brekingsindex in tegengestelde richtingen moest verschuiven.

In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een vergelijkbare benadering geprobeerd met een nieuwe draai - paren van fotonen tegelijkertijd koppelen aan twee atomaire toestanden in hetzelfde atoom, tweemaal. Hierdoor kon het team de golflengte van het licht afstemmen om de fotonen te dwingen tegelijkertijd de gaswolk te verlaten - een manier om te bewijzen dat polaritons elkaar kunnen aantrekken of afstoten. En dat stelde hen in staat om afstoting van drie lichamen tussen de quasideeltjes aan te tonen.

De onderzoekers merken op dat het aantonen van zowel aantrekkingskracht als een afstotende kracht met fotonen de mogelijkheid vergroot om beide op ongelijke afstanden te doen - afstoting op korte afstand, attractie op lange afstand, bijvoorbeeld - en het idee om er moleculaire structuren van te maken. Ze stellen zich structuren voor met een kristallijne orde die anders zou zijn dan alles wat in de natuur te vinden is - en materialen met veranderlijke parameters die niet mogelijk zouden zijn met natuurlijke materie.

© 2020 Wetenschap X Netwerk