Tạo thành công ‘phân tử ánh sáng’ gồm ba photon

Các nhà vật lí ở Mĩ vừa tạo ra được ‘phân tử ánh sáng’ cấu tạo bởi ba photon. Các bộ ba photon được tạo ra bằng cách chiếu ánh sáng laser vào một chất khí nguyên tử và các nhà nghiên cứu tin rằng kĩ thuật của họ có thể hữu ích trong việc tạo ra các photon vướng víu dùng cho các hệ thông tin lượng tử.

Thông thường các photon không tương tác với nhau và, do đó, sẽ không liên kết với nhau thành những cấu trúc kiểu phân tử. Nhưng vào năm 2013 Mikhail Lukin tại Đại học Harvard và Vladan Vuletic tại Viện Công nghệ Massachusetts đã thu được các cặp photon kết dính với nhau bằng cách chiếu một chùm laser yếu qua một chất khí nguyên tử cực lạnh. Nay họ lặp lại thành tựu ấy với ba photon.

‘Phân tử’ ba photon

‘Phân tử’ ba photon đã được tạo ra bởi các nhà vật lí ở Mĩ. (Ảnh: iStock)

Kĩ thuật của họ liên quan đến hiện tượng ánh sáng tạo ra một “polariton Rydberg” trong chất khí nguyên tử. Đây là một trạng thái tập thể giống-hạt trong đó các electron bị kích thích cao được chia sẻ bởi một số nguyên tử. Polariton này truyền qua chất khí giống như một photon chuyển động chậm với khối lượng khác-không. Khi nó đi tới rìa bên kia của chất khí, polariton biến đổi trở lại thành ánh sáng.

Sự có mặt của một polariton Rydberg ngăn cản các photon lân cận tạo ra các kích thích riêng của chúng – một hiện tượng được gọi là sự phong tỏa Rydberg. Thay vào đó, và dưới những điều kiện nhất định, chiết suất của chất khí ở gần polariton Rydberg bị biến đổi sao cho các photon khác sẽ kết chùm với polariton. Đây thực sự là một tương tác hút giữa các photon tạo ra các phân tử ánh sáng.

Trong thí nghiệm mới nhất này, đội của Vuletić và Lukin quan sát thấy các cặp đôi lẫn bộ ba photon xuất hiện từ chất khí nguyên tử, thay cho sự phát xạ ngẫu nhiên các photon độc thân sẽ xảy ra nếu các phân tử không hình thành. Họ còn đo được pha của các cặp đôi và bộ ba photon và tìm thấy pha này phù hợp với một tương tác hút. Thật vậy, các phép đo pha cho thấy các bộ ba photon liên kết với nhau chặt chẽ so với các cặp đôi photon.

Ngoài ra, các photon trong các phân tử bị vướng víu cao độ, một tính chất rất hữu ích cho việc tạo ra các hệ dùng để phân phối thông tin lượng tử.

Đội nghiên cứu hiện đang khảo sát cách tạo ra tương tác đẩy giữa các photon. Theo Vuletic, cách này có thể dùng để tạo ra các mạng tinh thể ánh sáng.

Nghiên cứu công bố trên tạp chí Science.

Nguồn: physicsworld.com

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 13)
21/06/2018
Cấu trúc nguyên tử Mô hình nguyên tử mà Bohr và Rutherford mô tả là khá đơn giản, với một hạt nhân nguyên tử tại trung tâm,
Các va chạm hạt bên trong LHC trông như thế nào?
20/06/2018
Nếu hai proton va chạm ở tốc độ bằng 99,9999991% tốc độ ánh sáng thì chúng có tạo ra âm thanh hay không? Máy Va chạm Hadron
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com