בהשראת החרבות ממלחמת הכוכבים? מדענים יצרו מולקולות אור

This post is also available in: English (אנגלית)

לא מדובר כאן בחרבות ג'דיי, לצערם של רבים, אבל מולקולות האור שפיתחו החוקרים מאוניברסיטת הרווארד מתנהגות בצורה דומה לנשקים האגדיים מסרטי מלחמת הכוכבים.

מדובר בצורה חדשה לגמרי של חומר. על פי הדיווח ב Digital Journal המולקולות נוצרות כתוצאה מצירופם של כמה פוטונים – מה שסותר את ההנחה לפיה פוטונים, חלקיקי האור, הם חסרי מסה. אותן המולקולות לא מתנהגות כמו לייזרים, אלא באמת יותר כמו חרבות אור.

כדי ליצור את חלקיקי החומר החדש והמוזר, החוקרים הכניסו אטומים של רובידיום לחלל ריק, והשתמשו בלייזרים כדי לקרר אותם לטמפרטורה של כמעט אפס מוחלט. לאחר מכן החוקרים השתמשו בפעימות לייזר חלשות כדי לירות פוטונים אל תוך ענני האטומים הקפואים. הפוטונים פגעו באטומים, שהתחממו עקב מעברם וגרמו לחלקיקי האור להאט את מהירותם. כשהחוקרים ירו שני פוטונים אל תוך הענן הקפוא התוצאה היתה מולקולה חדשה של פוטונים.

iHLS – Israel Homeland Security

מדוע שני חלקיקי האור חברו יחדיו? החוקרים מסבירים את הווצרות החומר החדש על ידי עקרון פיזיקלי שנקרא "מחסום רידברג" (Rydberg Blockade). על פי אותו העיקרון כשאטום אחד מתחמם ומתחיל לנוע במהירות גבוהה יותר, האטומים הסמוכים אליו לא יכולים להגיע לאותה מהירות. כשהם נכנסים לענן האטומים הקפואים שני הפוטונים נתקלים למעשה במעין מעבר צר, ונוצר מצב שמוכר בחיי היום יום – השני לא יכול להתקדם עד שהראשון לא יזוז קדימה. שני הפוטונים מתחילים לדחוף אחד את השני, גם תופעה מוכרת מחיי היום יום, אלא שכאן הסיפור נגמר אחרת – שניהם חוברים יחדיו ויוצרים מולקולה של אור.

המחקר נערך במרכז Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms. בראש צוות החוקרים עמדו מיכאיל לוקין, פרופסור לפיזיקה מהרווארד, וולדן וולטיק (Vladan Vuletic), פרופסור לפיזיקה מ MIT. המחקר שלהם התפרסם במגזין Nature.

למרבה הצער החוקרים לא מתכננים לפתוח בייצור המוני של חרבות אור, אלא לנצל את תגלית המפתיעה כדי לתכנן מחשבי קוואנטום טובים יותר.