بیگ بنگ: فیزیکدانان توانستند با یافتن راهی برای ترکیب کردن ذرات نور بی‌وزن برای ایجاد مولکولی دو اتمی چند گام به ساخت جسمی از نور نزدیک‌تر شوند.

براساس گزارش ساينس الرت به نقل از همشهری،‌ اين مولكول جديد كه نيروي منحصر‌ به‌ فرد و عجيبي دارد، ذاتا يك مولكول نيست اما به گفته محققان دانشگاه مريلند مي‌توان تصور كرد اين مولكول ساختاري مشابه با مولكول‌هاي معمولي دارد. محققان مي‌گويند ما در تلاشيم بياموزيم چگونه مي‌توان حالت‌هايي پيچيده از نور را ايجاد كرد تا بتوان آن را در مقابل به اجرامي پيچيده‌تر تبديل كرد. اين اولين باري است كه آزمايشي براي تركيب دو فوتون در فاصله‌اي محدود از يكديگر انجام گرفته‌ است.

اين تكنيك در حال حاضر در مرحله نظري قرار دارد، اما نشان مي‌دهد چگونه دو ذره نوري يا فوتون مي‌توانند در شكل موج به سوي يكديگر حركت كرده و در فاصله‌اي نسبتا نزديك از يكديگر درهم قفل شوند. به اين شكل دو فوتون براي هميشه با هم حركت خواهند‌كرد درحالي كه فاصله‌اي تعيين‌شده ميان آن دو همواره حفظ خواهد شد. ايده اين آزمايش براساس مطالعه‌اي است كه پيش از اين نشان داده‌ بود چگونه دو فوتون مي‌توانند با يكديگر پيوند بخورد درحالي كه يك فوتون روي ديگري قرار مي‌گرفت. با تنظيم جنبه‌هايي خاص از آن مطالعه محققان توانستند با تغيير جايگاه پروتون‌ها و قرار دادن آنها در كنار يكديگر آنها را در موقعيتي شبيه به موقعيت اتم‌هاي هيدروژن در يك مولكول هيدروژن قرار دهد.

چالش اصلي عملي ساختن اين تكنيك خلق وضعيتي است كه براي پيوند دادن فوتون‌ها به يكديگر به آن نياز است. براي مثال زماني كه دانشمندان در سال 2013 توانستند پيوند فوتوني را محقق سازند، بايد پرتوهاي نوري، ليزر آبي با طول موج 479 نانومتر را از ميان گازي فوق‌سرد از اتم‌هاي روبيديوم شليك مي‌كردند. اين‌كار باعث كند شدن حركت فوتون‌ها و تسهيل ايجاد كشش ميان دو فوتون و در نهايت ايجاد پيوند ميان آنها مي‌شد. با اين‌همه تنظيم و مديريت تمامي اين رويداد‌ها در كسري از يك ثانيه درحال حاضر تقريبا غيرممكن است.

به گفته محققان، پيوند دادن فوتون‌ها كار ساده‌اي نيست زيرا اين ذرات معمولا بدون تعامل از كنار يكديگر عبور مي‌كنند، با اين‌ همه هر فوتون داراي ميدان الكترومغناطيسي است كه مي‌تواند محيط اطرافش را دچار تغيير سازد. اين تغييرات مي‌توانند بر فوتون‌هاي نزديك اثر گذاشته و تعاملي موثر ميان آنها ايجاد كند. اگرچه اين اثر معمولا بسيار ضعيف است،‌ اما در صورت انتخاب محيط مناسب مي‌توان به تعاملي قوي‌تر دست يافت.

محققان يكي از مهم‌ترين كاربري‌هاي اين تكنيك را رايانش مي‌دانند، آن‌ هم در دوراني كه دانشمندان در سرتاسر جهان براي ساخت تراشه‌هايي با سرعت انتقال بالاي اطلاعات با يكديگر در رقابت هستند. نور سريعترين چيزي است كه مي‌توان اطلاعات را از طريق آن انتقال داد؛ اما اين اطلاعات بايد براي ورود به کامپیوترها به الكترون‌ها تبديل شوند و همين روند سرعت را كاهش مي‌دهد. ايده اصلي اين است كه تمامي مراحل با كمك نور انجام گيرند.

دانشمندان مي‌توانند با تركيب و پيوند دادن فوتون‌ها آنها را به پردازشگرهاي اطلاعاتي تبديل كنند و اين به آن معني است كه آخرين مراحل پرمصرف و وقت‌گير تبديل پرتوهاي نور حامل اطلاعات به الكترون‌ها دور زده خواهند‌ شد و اطلاعات مي‌توانند با سرعت نور جا‌ به‌ جا شوند. جزئیات بیشتر این پژوهش در Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert