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
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn vì sao ma sát gây ra tĩnh điện
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 82)
14/09/2019
Điện tử học Vi điện tử hiện đại được xây dựng trên các con chip silicon và các dòng điện chuyển động lòng vòng trong
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 81)
14/09/2019
Kính hiển vi quét chui hầm Các tính chất dạng sóng của electron có thể dùng để ghi ảnh các vật ở cấp độ nhỏ hơn nhiều

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