To historyczne dokonanie, ponieważ nigdy wcześniej nie udało się stworzyć takiego gazu przy udziale czystego światła. Poczynione postępy mają pozwolić na zgłębianie tajemnic fotonów na poziomie kwantowym. Być może badaczom uda się poznać sekrety, o istnieniu których nawet nie mieli pojęcia.
Czytaj też: To przełom w heliofizyce! Teleskop słoneczny zbadał pole magnetyczne korony słonecznej
To, co stworzyli, określają mianem gazu fotonowego. Aby go uzyskać potrzebowali wiązki lasera, która została skierowana na odblaskowy pojemnik zawierający barwnik. W takich okolicznościach fotony w wiązce uległy schłodzeniu. A im niższa temperatura, tym większa utrata energii. Oznacza to możliwość zajęcia tych samych stanów energetycznych.
W praktyce prowadzi to do sytuacji, w której uprzednio chmura wibrujących i poruszających się cząstek “zastyga”. Z punktu widzenia mechaniki kwantowej staje się wtedy identyczna i zyskuje formę czegoś, co fizycy określają mianem kondensatu Bosego-Einsteina. Do jego pojawienia się potrzebny jest identyczny pęd cząstek wchodzących w skład kondensatu.
Stworzony przez niemieckich naukowców jednowymiarowy gaz powinien pozwolić na zgłębianie tajemnic zjawisk optycznych zachodzących w kwantowym świecie
Możemy sobie wyobrazić, że zamiast wielu fotonów tworzących gaz istnieje jeden, mający znacznie większe rozmiary. O ile uprzednio udało się dokonać tego w dwóch wymiarach, tak jednowymiarowe środowisko stanowiło dla naukowców znacznie większe wyzwanie. Na szczęście fizycy uporali się z ograniczeniami i dopięli swego.
To znacząca różnica, ponieważ fluktuacje termiczne zachodzące w gazach fotonowych są znacznie bardziej zauważalne w jednym wymiarze, niż ma to miejsce w dwóch. Do osiągnięcia tego ostatniego punktu, tj. jednowymiarowego gazu fotonowego, niemieccy naukowcy wykorzystali przezroczysty polimer nałożony na ściany wspomnianego pojemnika. Sami zainteresowani porównują jego rolę do rynny, która skupia fotony, a im jest węższa, tym bardziej jednowymiarowe staje się zachowanie gazu.
Czytaj też: Pierwszy w historii transfer danych w takiej odsłonie. Naukowcy połączyli klasyczne i kwantowe informacje
Już teraz wiemy o pierwszych istotnych wnioskach wyciągniętych przez członków zespołu badawczego. W toku obserwacji odnotowali, że jednowymiarowy gaz fotonowy zachowuje się zgoła odmiennie od swoich dwuwymiarowych odpowiedników. Zachodzące w nim fluktuacje termiczne uniemożliwiają im całkowitą kondensację w niektórych obszarach. W konsekwencji zachodzi częściowe przejście fazowe między światłem lasera a jego formą kondensatu. Dzięki poznawaniu tego typu różnic fizycy powinni być w stanie odkrywać nieznane do tej pory zjawiska optyczne występujące w kwantowym świecie.
