Normalerweise bewirkt das Überqueren von Lichtströmen (z. B. das Leuchten zweier Taschenlampen, so dass sie zusammenlaufen) nichts Außergewöhnliches. Dies liegt daran, dass die einzelnen Lichtteilchen, auch bekannt als: Photonen, interagieren Sie nicht miteinander. Physiker des Massachusetts Institute of Technology und der Harvard University haben jedoch einen Weg gefunden, dies zu ändern indem man Gruppen von bis zu drei Photonen dazu zwingt, sich auf eine Weise zusammenzuschließen, die eine völlig neue Art photonischer Materie bildet.
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„Im Vakuum oder in normalen Materialien interagieren Photonen nicht miteinander, sondern passieren sich meist einfach gegenseitig.“
Vladan Vuletic, sagte der Lester Wolfe-Professor für Physik am MIT gegenüber Digital Trends. „Mit einem lasergekühlten Atomgas haben wir ein Medium geschaffen, in dem ein Photon sehr stark mit einem anderen interagiert – so stark.“ dass sie sich tatsächlich aneinander binden und sich gemeinsam mit einer Geschwindigkeit fortbewegen können, die 100.000-mal kleiner ist als die normale Lichtgeschwindigkeit Vakuum. Wir haben herausgefunden, dass sich nicht nur zwei Photonen aneinander binden können, sondern auch drei. Dies ist analog zu zwei Sauerstoffmolekülen, die molekularen zweiatomigen Sauerstoff (O2), aber auch Ozon (O3) bilden. Dies kann man sich als Bildung winziger Lichttröpfchen vorstellen.“Die Erfindung einer völlig neuen Art von Licht ist an sich schon ziemlich cool, könnte aber auch praktische Anwendung finden: möglicherweise im Quantencomputing.
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„Licht eignet sich sehr gut zum Transport von Informationen über große Entfernungen durch Fasern, allerdings ohne Durch Wechselwirkungen kann Licht nur Informationen transportieren und nichts Interessanteres wie Rechnen tun.“ Vuletic fuhr fort. „Eine Voraussetzung für Quantencomputing mit Licht ist also die Induzierung von Wechselwirkungen zwischen Photonen, was uns gelungen ist.“
Ein leichter realisierbares kurzfristiges Ziel als Quantencomputing ist die Herstellung „optischer Transistoren“, Transistoren, bei denen Licht Licht direkt schaltet. Diese Transistoren könnten potenziell schneller sein als ein herkömmlicher Transistor und verbrauchen möglicherweise weniger Leistung. Allerdings stellt Vuletic fest, dass dies noch in den Kinderschuhen steckt und selbst dieses Kunststück technologisch eine Herausforderung darstellt.
„Bisher haben wir die Wechselwirkungen zwischen Photonen nur attraktiv, aber in vielerlei Hinsicht abstoßend gemacht „Interessanter sind Wechselwirkungen, bei denen Photonen wie kleine harte Kugeln voneinander abprallen“, sagt er sagte. „Wir haben erste Fortschritte in dieser Richtung gemacht. Dann werden wir versuchen, einen optischen Einzelphotonentransistor herzustellen, bei dem ein Photon einen stärkeren Lichtstrahl ein- oder ausschaltet.“
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
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