Di solito, incrociare flussi di luce (come accendere due torce elettriche in modo che convergano) non fa nulla di straordinario. Questo perché le singole particelle di luce, alias fotoni, non interagiscono tra loro. Tuttavia, i fisici del Massachusetts Institute of Technology e dell’Università di Harvard hanno trovato un modo per cambiare la situazione forzando gruppi fino a tre fotoni a legarsi insieme in un modo che forma un tipo completamente nuovo di materia fotonica.
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“Nel vuoto o nei materiali normali, i fotoni non interagiscono tra loro e per lo più si limitano a attraversarsi”,
Vladan Vuletic, ha detto a Digital Trends il professore di fisica Lester Wolfe al MIT. “Utilizzando un gas atomico raffreddato al laser abbiamo creato un mezzo in cui un fotone interagisce in modo molto forte con un altro, così fortemente che possono, infatti, legarsi insieme e viaggiare insieme a una velocità 100.000 volte inferiore alla normale velocità della luce in vuoto. Abbiamo scoperto che non solo due fotoni possono legarsi insieme, ma anche tre. Ciò è analogo a due molecole di ossigeno che formano ossigeno molecolare biatomico (O2), ma anche ozono (O3). Questo può essere pensato come la formazione di minuscole goccioline di luce”.Inventare un tipo di luce completamente nuovo è piuttosto interessante di per sé, ma potrebbe avere anche un'applicazione pratica: potenzialmente nell'informatica quantistica.
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“La luce è ottima per trasportare informazioni su lunghe distanze attraverso le fibre, ma senza interazioni, la luce può solo trasportare informazioni, non fare nulla di più interessante come l’informatica”, continuò Vuletic. “Quindi un prerequisito per l’informatica quantistica che utilizza la luce è indurre interazioni tra i fotoni, cosa che abbiamo fatto”.
Un obiettivo a breve termine più facilmente realizzabile rispetto al calcolo quantistico è quello di realizzare “transistor ottici”, transistor in cui la luce commuta direttamente la luce. Questi transistor potrebbero essere potenzialmente più veloci di un transistor convenzionale e potrebbero dissipare meno potenza. Tuttavia, Vuletic sottolinea che siamo ancora agli inizi e che anche questa impresa è tecnologicamente impegnativa.
“Finora abbiamo realizzato solo interazioni attraenti tra fotoni, ma per molti aspetti ripugnanti le interazioni, in cui i fotoni rimbalzano l’uno sull’altro come piccole palline dure, sono più interessanti”, ha spiegato disse. “Abbiamo fatto i primi progressi in questa direzione. Quindi proveremo a realizzare un transistor ottico a fotone singolo in cui un fotone accende o spegne un raggio di luce più forte”.
Un documento che descriveva il lavoro era recentemente pubblicato sulla rivista Science.
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