Фізики Боннського університету (ФРН) глянули на світ у новому світлі. За допомогою дзеркал і кмітливості їм вдалося охолодити фотони до стану «суперфотонов» і винайти тим самим небачений джерело освітлення.

До цих пір отримання конденсату Бозе – Ейнштейна з фотонів вважалося неможливим.

«Сверхчастіци» виникали і раніше, але зі світла – ніколи. Візьмемо, наприклад, атоми рубідію, помістимо їх у невелику ємність і охолодимо до температури, близької до абсолютного нуля. Незабаром вони прийдуть в мінімально можливе квантовий стан. У теорії фотони повинні поводитися аналогічним чином, але якщо ви почнете їх охолоджувати, вони просто зникнуть.

Добре, давайте тепер подивимося на лампочку. При наявності електричного струму нитка розжарення нагрівається і починає світитися – спочатку червоним, потім жовтим і, нарешті, блакитним. Приблизно те ж саме, тільки в думках, фізики проробляють з абсолютно чорним тілом: нагрівають його, поки воно не починає випромінювати хвилі різної довжини в залежності від температури.

При охолодженні абсолютно чорного тіла воно в якийсь момент перестає випромінювати у видимому спектрі, переходячи на інфрачервоні фотони. У цьому і полягає фотонна проблема: у міру зниження температури зменшується щільність випромінювання. Збереження певної кількості фотонів при охолодженні виявилося майже нерозв'язним завданням для дослідників конденсату Бозе – Ейнштейна.

Щоб уникнути розсіювання фотонів, їх треба змусити рухатися. Для цього німецькі учені використовували два дзеркала, які постійно «відфутболювали» фотони. При цьому фотони стикалися з молекулами пігменту, розташованими між двома відбивають шарами. Ці молекули поглинали фотон і потім викидали його назад. З кожним таким зіткненням фотони повільно охолоджувалися до температури молекул, тобто до кімнатної.

Відкриття має величезне значення з далекосяжними практичними наслідками, особливо для виробництва мікросхем. Сьогоднішні лазери не можуть працювати на хвилях ультрафіолетового і рентгенівського діапазонів. З фотонних конденсатом Бозе – Ейнштейна це реально.

Нездатність виготовляти мікросхеми за допомогою короткохвильового лазера обумовлює нинішній межа прецизійності електричного кола. Менша гравірування означає появи більш потужних мікросхем, і це тільки початок. Жодна технологія з тих, що використовують світло, – від медичних засобів візуалізації та лабораторної спектроскопії до фотоелектричної енергетики – не залишиться осторонь.

За матеріалами: Popular Science