Hunter
Fotontengerből "szuperfoton" született
Először sikerült fotonok tömegét rábírni az egységes viselkedésre. Az Albert Einstein és Satyendra Nath Bose által 1925-ben megjósolt vívmánnyal tovább csökkenthetik az elektronikai eszközök méretét.
Az abszolút nulla fok közelében egyes atomok és molekulák egy kvantumanyagot, úgynevezett Bose-Einstein kondenzátumot (BEC) alkotnak. Ebben az anyagban minden részecske a lehetséges legalacsonyabb energiaállapotát veszi fel és egy anyagfoltba egyesülve egyetlen egységként viselkednek. Einstein és Bose elmélete ellenére elég nehézkesnek bizonyult rávenni a fotonokat, hogy a legalacsonyabb energiaállapotba zuhanva megalkossák a kondenzációt, mivel hűtéskor a rakoncátlan fényrészecskéket a környező anyagok inkább elnyelik, ahelyett, hogy elvennék az energiájukat.
Martin Weitznek, a német Bonni Egyetem fizikusának és kollégáinak végre sikerült csökkenteni a fotonok energiáját anélkül, hogy elvesztenék őket. "Ez a kísérlet igazi trükkje" - mondta Weitz, akinek szobahőmérsékleten sikerült elérnie az áttörést. Ehhez a csapat először két homorú tükröt helyezett el egymástól 1 mikrométerre, a lencsék által kialakított üreget pedig feltöltötte egy folyékony vörös színezőanyaggal, majd egy zöld lézert irányítottak az üregre.
A festék elnyelte a lézer fotonjait, majd újra kibocsátotta azokat kisebb energiájú sárga hullámhosszokon, amit a tükrök az üreg közepére fókuszáltak. Bár több fotont tényleg elnyeltek a tükrök, a lézerben jelenlévő magas számuk elég volt a pótlásukra. Amikor az alacsony energiájú fotonok sűrűsége az üreg közepén köbcentiméterenként elérte az egybillió fotont, a halmaz elkezdett egyetlen szuperfotonként viselkedni, és az elmosódott izzást egy fényes pont váltotta fel. "Az összes foton tömött oszlopban menetelt" - mondta Weitz.
Zoran Hadzibabic, a Cambridge Egyetem tanára szerint az eredmény lezárja az Einstein és Bose által 85 évvel ezelőtt megkezdett elméleti utazást. "Ezzel a munkával a kör bezárult" - mondta.
Weitz szerint munkájuk segíthet az elektronikai eszközök tovább zsugorításában. Az ultraibolya fénynek alacsony a hullámhossza, ami ideálissá teszi parányi minták beégetéséhez a számítógép chipekbe, azonban az UV lézerek előállítása bonyolult. Viszont ha az UV-fotonok ugyanúgy lehűthetők, mint a tanulmányban szereplő optikai fotonok, egy foton Bose-Einstein kondenzáció egy új, nagy energiájú UV-foton forrásként szolgálhat, magyarázta Weitz.
Az abszolút nulla fok közelében egyes atomok és molekulák egy kvantumanyagot, úgynevezett Bose-Einstein kondenzátumot (BEC) alkotnak. Ebben az anyagban minden részecske a lehetséges legalacsonyabb energiaállapotát veszi fel és egy anyagfoltba egyesülve egyetlen egységként viselkednek. Einstein és Bose elmélete ellenére elég nehézkesnek bizonyult rávenni a fotonokat, hogy a legalacsonyabb energiaállapotba zuhanva megalkossák a kondenzációt, mivel hűtéskor a rakoncátlan fényrészecskéket a környező anyagok inkább elnyelik, ahelyett, hogy elvennék az energiájukat.
Martin Weitznek, a német Bonni Egyetem fizikusának és kollégáinak végre sikerült csökkenteni a fotonok energiáját anélkül, hogy elvesztenék őket. "Ez a kísérlet igazi trükkje" - mondta Weitz, akinek szobahőmérsékleten sikerült elérnie az áttörést. Ehhez a csapat először két homorú tükröt helyezett el egymástól 1 mikrométerre, a lencsék által kialakított üreget pedig feltöltötte egy folyékony vörös színezőanyaggal, majd egy zöld lézert irányítottak az üregre.
 A szuperfoton megalkotói, jobb oldalon Weitz professzor |
Zoran Hadzibabic, a Cambridge Egyetem tanára szerint az eredmény lezárja az Einstein és Bose által 85 évvel ezelőtt megkezdett elméleti utazást. "Ezzel a munkával a kör bezárult" - mondta.
Weitz szerint munkájuk segíthet az elektronikai eszközök tovább zsugorításában. Az ultraibolya fénynek alacsony a hullámhossza, ami ideálissá teszi parányi minták beégetéséhez a számítógép chipekbe, azonban az UV lézerek előállítása bonyolult. Viszont ha az UV-fotonok ugyanúgy lehűthetők, mint a tanulmányban szereplő optikai fotonok, egy foton Bose-Einstein kondenzáció egy új, nagy energiájú UV-foton forrásként szolgálhat, magyarázta Weitz.
