Израильский институт науки имени Вейцмана сделал новое открытие о фотонах⁠⁠

Они обнаружили, что при взаимодействии двух фотонов (что случается редко) они создают закрученные узоры, называемые вихрями.

Ученые из Израильского института науки имени Вейцмана утверждают, что сделали удивительное открытие – ранее неизвестный тип вихря, обнаруженный при изучении фотонов в квантовых вычислениях. Когда фотоны сталкиваются, они создают вихри.

В поисках лучших способов использования частиц света (фотонов) для квантовых компьютеров ученые Института Вейцмана наткнулись на нечто удивительное. Они обнаружили, что когда два фотона взаимодействуют (что случается редко), они создают закрученные узоры, называемые вихрями. Это открытие не только проливает свет на то, как работают вихри, но и может помочь достичь изначальной цели улучшения обработки данных квантового компьютера.

Фотоны — это основные единицы света. Это элементарные частицы, которые проявляют корпускулярно-волновой дуализм, то есть они могут вести себя как частицы или волны в зависимости от ситуации. Они играют важную роль во многих областях физики, включая оптику, квантовую механику и физику элементарных частиц.

Вихри — это закрученные области жидкости или газа, вращающиеся вокруг центральной оси. Их можно обнаружить во многих природных явлениях, таких как водовороты, торнадо и ураганы. Вихри также можно создавать искусственно, например, в следе за крылом самолета.

Вихри могут оказывать ряд различных эффектов на свое окружение. Например, они могут притягивать объекты, находящиеся поблизости, а также переносить энергию и импульс. В некоторых случаях вихри могут быть даже разрушительными, как в случае торнадо.

Обычно частицы света (фотоны) не взаимодействуют напрямую. Но ученые нашли способ заставить их общаться. Они построили специальную камеру с вакуумом, за исключением крошечного плотного облака атомов рубидия в центре. Продавливая множество фотонов через это облако, они могли увидеть, влияют ли частицы света друг на друга каким-либо образом.

Исследование было проведено доктором Ли Дрори, доктором Банкимом Чандрой Дасом, Томером Данино Зохаром и доктором Галом Винером из лаборатории профессора Офера Фирстенберга на кафедре физики сложных систем Института Вейцмана и опубликовано в журнале Science.

«Когда фотоны проходят через плотное газовое облако, они переводят ряд атомов в электронно-возбужденные состояния, известные как состояния Ридберга», — объясняет Фирстенберг. «В этих состояниях один из электронов в атоме начинает двигаться по орбите, которая в 1000 раз шире диаметра невозбужденного атома. Этот электрон создает электрическое поле, которое влияет на огромное количество соседних атомов, превращая их в своего рода воображаемый «стеклянный шар»».

Представьте, что вы вращаете ложку в кофе. Вода создает кольцевой водоворот, хотя вы видите только его верх. Свет может делать что-то похожее! Ученые недавно обнаружили, что когда три фотона (частицы света) взаимодействуют особым образом, они создают трехмерный закручивающийся узор – своего рода световой водоворот. Это открытие похоже на обнаружение нового типа дымового кольца, но сделанного из света! Оно показывает, как свет ведет себя удивительным образом, и может даже помочь нам лучше понять световые водовороты в природе.

Перевод с английского

ИСТОЧНИК