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
Downlaod video thí nghiệm

Các bài khác


Lần đầu tiên đo được áp suất nội của proton
21/05/2018
Sử dụng máy gia tốc electron tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Virginia, Mĩ, các nhà vật lí đã lập thành công bản đồ phân bố
Ai là người thực hiện thí nghiệm hai khe đầu tiên với electron độc thân?
18/05/2018
Trong vật lí học, thí nghiệm nào là đẹp nhất? Đây là câu hỏi mà Robert Crease đã nêu ra với độc giả tạp chí Physics World
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 1)
09/05/2018
TỪ THẦN THOẠI ĐẾN KHOA HỌC: 600 tCN - 1550 sCN Các truyền thống mà nền thiên văn học hiện đại được xây dựng trên
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 11)
09/04/2018
Tương đương khối lượng-năng lượng Phương trình nổi tiếng nhất thế giới vật lí học cho ta biết rằng khối lượng và
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 10)
26/03/2018
Nguyên tử cơ học lượng tử Bất chấp những nỗ lực tột bậc của Rutherford và Bohr, những phương diện nhất định của cấu
Nguyên tố Rhodium
22/03/2018
Rhodium là một nguyên tố kim loại màu trắng bạc có ánh kim cao và chống ăn mòn. Nó được xem là kim loại quý hiếm nhất và giá
Hội nghị giảng dạy vật lý toàn quốc lần thứ IV - năm 2018 tại Đà Nẵng
17/03/2018
Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng phối hợp với Hội Giảng dạy Vật lí thuộc Hội Vật lí Việt Nam và Vụ
Stephen Hawking: 1942-2018
15/03/2018
Nhà vũ trụ học Stephen Hawking đã tạ thế hôm 14 tháng Ba 2018 tại nhà riêng của ông ở Cambridge, Anh. Ông nổi tiếng thế giới

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