ניתן לחלק פוטונים

לפי מחקר של חוקרי המכון הפוליטכני דארטמות' ו-SUNY, הפיזיקאי האיטלקי אטורה מיורנה הניח את הבסיס לגילוי שניתן לפצל אלקטרונים לשניים. כמאה שנה מהיום, חוקרים משערים שייתכן שקיימים גם פוטונים מפוצלים. הממצא שאבני הבניין של האור יכולות להתקיים בצורה בלתי ניתנת לחלוקה יצרה את ההבנה הבסיסית. במאמר זה מנסים להסביר את תופעת "אפשר לחלק תמונות".

הפוטון המפוצל המכונה "בוזון מג'ורנה"

"זהו שינוי פרדיגמה גדול באור שלא האמינו שהוא אפשרי", אמרו פרופסור לפיזיקה ג'יימס פרנק והחוקרת לורנזה ויולה. הוא גם חושף כיצד עלינו להבין זאת מזווית אחרת.

"לא רק שמצאנו ישות פיזית חדשה, זה היה משהו שאיש לא האמין שיכול להתקיים." הוא ממשיך להסביר.

בדומה לאופן שבו מים נוזליים הופכים לקרח או לאדים בתנאים מסוימים, המחקר מראה שאור יכול להתקיים גם בשלב אחר.

במילים אחרות, מוזכר השלב בו הפוטונים מופיעים כשני חצאים נפרדים. ויולה אומרת, "מים הם מים, ללא קשר למצבם הנוזלי או המוצק. רק בהתאם לגורמים סביבתיים, ההתנהגות הפיזית שלו עשויה להיות שונה". אמר. כך עלינו לגשת להבנת האור שלנו. זה יכול להתקיים בשלבים שונים, כמו חומר. ”

במקום חלקים שניתנים להפרדה פיזית, כל חצי פוטון מתנהג בצורה דומה לצדדים שונים של מטבע.

שני חלקים שונים מרכיבים שלם, אך ניתן להגדיר אותם ולתפקד כיחידות נפרדות. ד"ר. "ניתן לחשוב על כל פוטון כסכום של שני חצאים שונים", אמר וינסנט פלין.

המחבר הראשון של המאמר אומר: "הצלחנו לזהות את התנאים לבודד את החצאים הללו אחד מהשני."

המחקר מבוסס על יסודות הפיזיקה. חלקיקים הם משני סוגים שונים. אלה פרמיונים ובוזונים. פרמיונים, כמו אלקטרונים, נוטים להיות בודדים, מתפרקים בכל מחיר.

כמו פוטונים, בוזונים נוטים להתקבץ יחד. לכן, טבעי היה שחוקרים יניחו שפיצול בוזונים יהיה משימה בלתי עבירה.

תיאוריית Dartmouth מבוססת על חללים המחוברים ומלאים במנות אור קוונטיות, דולפים ופולטים אנרגיה.

המחקר מוביל למסקנה שחצאי חלקיקים מופיעים בקצוות של פלטפורמה סינתטית כזו.

מיורנה בוסון התגלה

במילים אחרות, הוא הגיע למסקנה ש"הבוזון של מיורנה התגלה".

"התגלית שלנו מספקת את הרמז הראשון לכך שאולי קיים שלב טופולוגי לא ידוע בעבר של אור וחומר המהווה בית לבוזונים של מיורנה", אמר פלין.

הממצא התיאורטי מבוסס על התחזית משנת 1937 לקיומם של חלקיקים נייטרליים דמויי אלקטרונים הידועים כ- Majorana fermions.

בשנת 2001, חוקרים הציעו תהליך ספציפי לאופן שבו ניתן למעשה להפחית אלקטרונים בחצי במוליכי-על מסוימים. אבל הפוטון נשאר בלתי ניתן לחלוקה עד עכשיו.

על פי צוות המחקר, ניתן לראות בבוזונים של מיורנה קרובי משפחה רחוקים של פרמיוני מיורנה.

סיוע לפיזיקה. Assoc. "פרמיונים ובוזונים שונים כמו שני דברים שיכולים לקרות בפיזיקה", אמר אמיליו קובנרה.

"למעשה, החלקיקים הם תמונות מעוותות זה של זה. הנוכחות של פרמיוני מיורנה הייתה הרמז העיקרי שלנו לכך שהבוזון של מיורנה הסתתר איפשהו במראה של פארק השעשועים".

אישור של בוזון מיורנה ידרוש ניסוי מעבדה המתבונן בחצאי פוטון. שלא כמו המבנים המאסיביים שנבנו כדי לזהות את בוזון היגס המפורסם, ניתן לעשות ניסוי על משטח שולחן כדי לזהות חצאי פוטון. ניסוי כזה יכול להשתמש בטכנולוגיות קיימות או בטווח הקרוב.

הצוות מצא שבוזונים של מיורנה עמידים בפני פגמים ניסיוניים וניתן לזהותם על ידי חתימות שונות.

למרות שקשה לחזות כיצד הממצאים עשויים לחול, תכונות אלה עשויות לתמוך בפיתוח של סוגים חדשים של מעבדי מידע קוונטי, חיישנים אופטיים ומגברי אור.

אז, כמו תמיד, פיזיקאים עושים את עבודתם תחילה. הם גם מציעים את ההזדמנות לפיתוח כיסויי עור אלו לתחומי היישום.

המחקר גם מראה את הדרך לחשוף שלב חדש ואקזוטי של חומר ואור.

"כדי להיות מסוגלים למצוא את התגלית הזו, היינו צריכים לקרוא תיגר על ידע מדעי מוצק ותיק ולחשוב באמת מחוץ לקופסה", אמרה ויולה. "חילקנו את מה שנחשב בעבר כבלתי ניתן לחלוקה, ולעולם לא נסתכל על האור באותה צורה מעתה ואילך."

אם מחקרים ניסיוניים נוספים חושפים תוצאה זו, נוכל לומר שתופעה חדשה זו החלה להיכנס לתהליך החקיקה.

מקור: physorg

Günceleme: 16/12/2021 19:32