Uusi Valon Tila Paljastetaan Fotonille Tarttumismenetelmällä

{h1}

Sveitsin liittovaltion teknologiakeskuksen (epfl) teoreettinen fyysikko on kehittänyt matemaattisen mallin valaisinhävittämiseksi - jopa huoneenlämmössä.

Teoreettinen fyysikko on selittänyt keinon kaapata valon hiukkasia, joita kutsutaan fotoneiksi, jopa huoneenlämpötilassa, mikä on mahdollista pelkästään luun kylmässä kylmissä lämpötiloissa.

Sveitsin liittovaltion teknologiakeskuksen (EPFL) väitöskirjatyöntekijä Alex Kruchkov on rakentanut ensimmäisen kvantitatiivisen matemaattisen mallin, joka kiinnittää ja tiivistää valoa realistisissa olosuhteissa.

Valo koostuu pienistä kvanttihiukkasista, joita kutsutaan fotoneiksi. Yksi kvanttihiukkasten upeimmista ominaisuuksista on, että ne voivat tiivistää tai menettää yksilöllisen identiteettinsä ja käyttäytyä toistensa klooneina, jolloin ne muodostavat yhden jättimäisen aallon, jota kutsutaan nimellä Bose-Einsteincondensate (BEC). [Wacky Physics: Tuoreimmat pienet hiukkaset luonnossa]

Yleensä se tapahtuu erittäin alhaisissa lämpötiloissa - pienempi kuin mik- kelvin tai miljoonasosa absoluuttisen nollan yläpuolella. Mutta "yksi BEC: n jännittävistä asioista on se, että se tapahtuu huoneenlämmössä", sanoi EPFL: n Henrik Ronnow, joka ei osallistunut tutkimukseen.

Jos tutkijat voisivat luoda tämän aallon käyttämällä fotoneja, sillä voisi olla merkittäviä sovelluksia laser- ja aurinkopaneelitekniikassa.

Vaikka Albert Einstein ennusti BEC: tä massiivisille hiukkasille vuonna 1924, tiedemiehet pitivät pitkään BEC-valon luomista valolta, koska fotoneilla ei ole massaa, mikä on Bose-Einstein-kondensaatin tärkeä vaatimus.

'Valoa tunnelin päässä'

Vuonna 2010 neljä fyysikkoa Saksan Bonnin yliopistosta käänsivät tämän oletuksen päähänsä. Tutkijat - Jan Klaers, Julian Schmitt, Frank Vewinger ja Martin Weitz - onnistuneesti kondensoivat fotoneja mikro-ontelossa, joka on tehty kahdesta toisiinsa sijoitetusta peilipinnasta. Tällaisessa ontelossa loukussa oleva fotoni käyttäytyy ikään kuin massa olisi; Toisin sanoen ontelo luo "tarttumispotentiaalin", jolloin fotonit jäävät pois.

Tieteellisen löydön varmistamiseksi muiden on kuitenkin voitava toistaa kokeilua. Neljä vuotta vuoden 2010 menestyksen jälkeen kukaan ei ole vielä pystynyt tekemään niin mikro-ontelotuloksia, sanoi Kruchkov.

"Fotonien kondensoitumisen ymmärrys oli kuin tunnelin päällä oleva valo. Experimentalistit odottivat jonkinlaista yksinkertaista mutta tehokasta mallia, joka sisälsi" resepti "valkaisten kondensaattien" valmistamiseen ", hän sanoi.

Joten Kruchkov loi reseptin. Käyttämällä matematiikkaa ja rakentamalla aiempia malleja fyysikko kehitti teoreettisen mallin kondensoimalla valoa kolmiulotteisessa tilassa ja realistisissa olosuhteissa.

"Lisäksi osoitin, että valon energia voidaan kerääntyä fotonien kondensoituneeseen tilaan", hän sanoi.

Tutkija sanoo, että hänen photon kondensaatiomallinsa selittää kokeellisia mittauksia erittäin hyvin - mikä osoittaa, että fotonit voidaan todellakin ottaa kiinni Bose-Einstein-kondensaattitilasta ja huoneen lämpötilassa ja paineessa.

"Nyt on mahdollista ennustaa järjestelmän käyttäytymistä muille kokeellisille olosuhteille, ja se selittää myös kokeellisen asennuksen lämpötilan reaktioita", hän sanoi. "Näytän kaikki prosessin vaiheet, joita joudutaan tiedottamaan näiden kokeiden toistamiseksi.

"Joten periaatteessa, jos osaat käsitellä laseria vahingoittamatta itseäsi, voit kokeilla jopa omalla takapihallasi", hän lisäsi.

Fyysikko SergiyKatrych, joka myös EPFL: ssä, mutta ei mukana tutkimuksessa, sanoi tutkimuksen olevan tärkeä, koska Bose-Einstein-kondensaatti fotoneista edustaa täysin uutta valontatilaa. "Joissakin mielessä valon BEC on sillan valon ja aineen välillä - ennen tuntematon silta."

Kruchkovin tutkimusta koskeva paperi ilmenee Physical Review A -lehdessä.

Seuraa meitä @wordssidekick, Facebook& Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com. Seuraa kirjailijaa Twitterissä @SciTech_Cat.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com