Prelomili hranice fyziky. Vedci naučili svetlo reagovať, sme vraj na prahu technickej revolúcie
Vedci z Riceovej univerzity si pripísali na konto pozoruhodný prelom vo svete kvantovej fyziky. Podarilo sa im dosiahnuť ultrasilné prepojenie medzi fotónmi v špeciálne navrhnutej 3D dutine, a to pomocou interakcie so samotnou hmotou.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTáto tzv. fotónová väzba, sprostredkovaná elektrónmi, by mohla znamenať zásadný krok vpred pre kvantové počítače, optické senzory aj nové komunikačné technológie, píše Interesting Engineering.
Unikátna fotonická dutina
Kľúčom k tomuto objavu bola unikátna 3D fotonická kryštalická dutina, ktorú tím vedcov navrhol tak, aby v nej svetlo neunikalo von, ale odrážalo sa vo vopred určených vzoroch – tzv. módach dutiny.
„Predstavte si miestnosť plnú zrkadiel. Keď v nej rozsvietite baterku, svetlo sa bude odrážať dookola bez konca. Presne takto funguje optická dutina – štruktúra, ktorá zachytáva svetlo medzi odrazovými povrchmi a umožňuje mu odrážať sa v špecifických vzorcoch,“ priblížil predstavu Fuang Tay, doktorand a vedúci výskumu.
Tieto vzorce sú nesmierne dôležité pri štúdiu interakcie medzi svetlom a hmotou, pretože ovplyvňujú, ako sa svetlo správa a ako sa viaže s elektrónmi, atómami či inými časticami. A práve touto cestou vedci dokázali vytvoriť tzv. polaritóny – kvázipartikuly, ktoré vznikajú spojením svetla a hmoty.
„Je známe, že elektróny navzájom silno interagujú, no fotóny nie. Táto dutina však koncentruje svetlo natoľko, že výrazne zosilňuje elektromagnetické polia a vedie k silnému prepojeniu medzi svetlom a hmotou, čím vznikajú kvantové superpozície – polaritóny,“ vysvetlil profesor Junichiro Kono, spoluautor štúdie.
Terahertzové žiarenie odhalilo ultrasilné prepojenie
Pri experimentoch za pomoci terahertzového žiarenia a pri extrémne nízkych teplotách vedci skúmali, ako sa jednotlivé svetelné módy správajú v interakcii s elektrónmi. Objavili fenomén ultrasilného prepojenia – teda stav, kde svetelné módy a elektróny interagujú tak intenzívne, že vznikajú úplne nové hybridné stavy. Zaujímavé bolo, že toto správanie záviselo od polarizácie svetla – teda smeru, ktorým svetlo prichádzalo. Niekedy sa módy držali oddelene, inokedy sa spojili a vytvorili nové kombinované módy.
„To naznačuje, že môžeme vytvoriť materiály, v ktorých sa rôzne módy dutiny môžu navzájom ‘rozprávať’ cez elektróny v magnetickom poli a vytvárať nové korelované stavy,“ dodal Tay.

Fotóny začali v dutine interagovať cez hmotu
No úplný zlom prišiel v momente, keď tím z Riceovej univerzity zistil, že cez túto interakciu môžu medzi sebou komunikovať samotné fotóny. Inými slovami – fotóny, ktoré za normálnych okolností medzi sebou nijako nereagujú, sa v tejto 3D dutine začali ovplyvňovať cez hmotu, čo sa doteraz podarilo dosiahnuť len veľmi výnimočne.
„Táto realizácia – že náš systém môže viesť k interakcii medzi fotónmi sprostredkovanej hmotou – bola pre nás skutočným ‚aha momentom‘,“ prezradil profesor Andrey Baydin, ďalší z autorov štúdie.
Profesor Kono doplnil, že takáto interakcia môže byť základom pre nové algoritmy a protokoly v kvantovom výpočtovom svete a kvantovej komunikácii. Aby lepšie pochopili, čo sa v dutine deje, vytvorili vedci aj počítačovú simuláciu, ktorá presne kopíruje výsledky experimentu. Táto simulácia bude cenným nástrojom pre ďalší výskum a vývoj efektívnejších kvantových technológií.
Štúdia bola publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Nature Communications a predstavuje významný krok k vytvoreniu praktických kvantových zariadení budúcnosti.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

RECENZIA Pred rokom patrila k najväčším hitom a teraz sa vracia. Samurajská akcia nikdy nevyzerala lepšie

EXKLUZÍVNE: Na tento moment sme čakali 40 rokov. Videli sme nový seriál o zrode hororovej legendy

Zo 60 automobiliek si trúfli iba dve. Číňania vyzvali Teslu na európskej pôde, výsledok prekvapil

Kultové sci-fi sa vráti a čoskoro bude online. Všetky časti dorazia naraz

Nemci sa zbláznili do energetického grálu. Do siete dodali rekordných 70 miliónov MWh, majú však vážny problém
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
„Ste hanbou Slovenskej republiky,“ odkázal krajan Blanárovi a Šimkovičovej v Austrálii
PREMIUMVyštudovala King’s College a Oxford, dnes vedie na Slovensku inkluzívnu školu. Otvorene hovorí, kde naše školstvo zlyháva

Dve až tri kávy denne môžu súvisieť s dlhším životom. Rozhoduje aj jeden detail

Pápež má rakovinu. Lekári mu odstránili zhubný nádor z pľúc

Končí 200-ročná legenda: Hlavné mesto pivovarníctva je v kríze, o prácu príde 300 zamestnancov
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Pred dvoma rokmi ohúril svet a teraz sa vracia. Nový akčný film už o pár dní dorazí online
-
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Pred dvoma rokmi ohúril svet a teraz sa vracia. Nový akčný film už o pár dní dorazí online
-
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
- Po 40 rokoch sa vrátili do zlatej bane a našli jackpot. Kritický materiál dostanú zbrane budúcnosti
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
„Ste hanbou Slovenskej republiky,“ odkázal krajan Blanárovi a Šimkovičovej v Austrálii
PREMIUMVyštudovala King’s College a Oxford, dnes vedie na Slovensku inkluzívnu školu. Otvorene hovorí, kde naše školstvo zlyháva

Dve až tri kávy denne môžu súvisieť s dlhším životom. Rozhoduje aj jeden detail

Pápež má rakovinu. Lekári mu odstránili zhubný nádor z pľúc

