Novi molekuli ponašaju se kao svetlosne sablje iz SF filmova, a napravio ih je tim stručnjaka predvođenih Vladanom Vuletićem sa MIT

BOSTON - Naučnici sa Harvarda i Instituta za tehnologiju u Masačusetsu (MIT) menjaju shvatanje svetla.
Grupa naučnika, predvođena profesorom fizike MIT Vladanom Vuletićem i profesorom fizike na Harvardu Mihailom Lukinom, uspela je da privoli fotone da se spoje i formiraju molekul, što je dosad bilo samo teoretski moguće.

Uzdrmana shvatanja

Kako je Lukin rekao, ovo otkriće je suprotstavljeno dosadašnjim shvatanjima prirode svetlosti. Fotoni su dugo bili opisivani kao čestice bez mase koje ne reaguju jedne s drugim.
- Ako dva fotona nalete jedan na drugi, oni samo prolete jedan kroz drugi. Ipak, fotonski molekuli se ne ponašaju kao tradicionalni laseri, već više kao nešto što je dosad viđano samo u naučnofantastičnim filmovima - svetlosne sablje. Naše shvatanje svetlosti uglavnom proističe iz činjenice da fotoni nemaju masu i da ne reaguju jedni s drugima. Mi smo sada uspeli da napravimo posebnu vrstu medijuma u kojem fotoni reaguju jedni s drugima tako jako da se ponašaju kao da imaju masu, a spajaju se da bi formirali molekule - kaže Lukin.

- Nije neumesno upoređivati ovo sa svetlosnim sabljama. Kada ovi fotoni reaguju jedni s drugima, oni guraju jedni druge i odbijaju se. Fizika iza toga je slična onome što smo videli na filmovima - kaže Lukin.

Eksperiment

Da bi spojili fotone bez mase, Lukin, Vuletić i njihov tim nisu koristili „Silu“, kakva se koristi u serijalu „Ratovima zvezda“, već su se okrenuli ka ekstremnim uslovima. Oni su istraživanje započeli pumpajući atome rubidijuma u vakuumsku prostoriju, a onda koristili lasere da ohlade oblak atoma do nekoliko stepeni ispod nule. Koristeći ekstremno slabe laserske pulseve, oni su ispalili pojedinačne fotone u oblak atoma. Kako su ulazili u taj oblak, objašnjava Lukin.

Kako su se fotoni kretali kroz oblak, energija je prelazila s atoma na atom, a na kraju je izašla iz oblaka sa fotonom.

Iznenađenje

- Po izlasku iz oblaka fotoni su imali očuvan identitet. Ipak, iznenadilo nas je kada smo ispalili dva fotona u oblak jer su iz njega izašli zajedno, kao jedan molekul - kaže Lukin.

On objašnjava da se to dogodilo zato što foton uzbudi obližnje atome, ali kada on to uradi, drugi foton je u tome onemogućen, pa oni guraju jedan drugi kroz ceo oblak dok njihova energija prelazi sa jednog atoma na drugi.
- Ovo dovodi do toga da se fotoni ponašaju kao molekuli, a to rade i kada napuste oblak - kaže Lukin.

O Vladanu Vuletiću

Profesor Vladan Vuletić rođen je u Peći, u Srbiji, a školovao se u Nemačkoj, gde je kasnije radio i na Institutu „Maks Plank“. Na Institut za tehnologiju u Masačusetsu je došao 2003. godine.

Kvantne informacije

Ovo otkriće ima i praktične aplikacije.
- Mi ovo radimo iz zabave, tako pomeramo granice nauke, ali fotoni imaju i praktičnu ulogu - oni su najbolji način da se prenose kvantne informacije. Međutim, problem je uvek bio taj što oni ne reaguju jedan s drugim. Sada to više nije problem.