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


Martin Ryle: Nhà tương lai học năng lượng (Phần 1)
21/09/2018
Sinh vào tháng 9 cách nay 100 năm, Martin Ryle không chỉ là một nhà thiên văn học giành giải Nobel. Alan Cottey đưa ra một cái nhìn
Không gian là gì? (Phần 4)
20/09/2018
Hình dạng của không gian Độ cong không gian không phải thứ duy nhất chúng ta nghi vấn sâu sắc khi nghĩ tới bản chất của không
Không gian là gì? (Phần 3)
14/09/2018
Chuyện nghe khó tin quá. Bạn chắc chứ? Thật là khùng điên khi nghe nói không gian là một thứ gì đó chứ không phải khoảng
Không gian là gì? (Phần 2)
08/09/2018
Quan niệm nào là đúng? Quan niệm nào về không gian trong số này là đúng? Phải chăng không gian tựa như một khoảng trống vô
Không gian là gì? (Phần 1)
06/09/2018
Không gian là gì?Và vì sao nó chiếm nhiều chỗ như thế? Mấy chương đầu quyển sách này đã bàn về những bí ẩn của vật
Hằng số hấp dẫn G vẫn tiếp tục bí ẩn
02/09/2018
Hai phép đo khác nhau và cực kì chính xác về hằng số hấp dẫn G vừa thu được những giá trị khác nhau đáng kể. Hai thí
Lỗ đen ra đời như thế nào?
29/08/2018
Các lỗ đen vốn có sức thu hút đặc biệt. Có lẽ bởi vì chúng là những con quái vật vô hình ẩn náu trong không gian thi thoảng
Cơn ác mộng (Albert Einstein)
23/08/2018
CƠN ÁC MỘNG ALBERT EINSTEIN Nguyễn Xuân Xanh giới thiệu Mục đích của giáo dục không phải sản xuất ra các thợ may

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