Ученые выяснили, что свет может существовать в ранее неизвестной форме

10 698 просмотров
Об авторе

Свет

Недавно проведенное исследование показало, что можно создать новую форму света, связав свет с одним электроном, в результате чего будут совмещены свойства обоих. По мнению ученых из Имперского колледжа в Лондоне, которые проводили исследование, связанный свет и электрон могут обладать свойствами, которые приведут к созданию схем, работающих с пакетами света — фотонами — вместо электронов.

Также это позволит ученым изучать квантово-физические явления, в которых замешаны частицы меньше атомов.

В обычных материалах свет взаимодействует с целым набором электронов, присутствующих на поверхности и внутри материала. Но используя теоретическую физику для моделирования поведения света и недавно обнаруженный класс материалов, известных как топологические изоляторы, исследователи Имперского колледжа выяснили, что он может взаимодействовать с одним только электроном на поверхности.

Это позволяет создать пару, объединяющую свойства света и электрона. Обычно, свет движется по прямой линии, но будучи привязанным к электрону, он последует по его пути на поверхности материала.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, доктор Винченцо Джаннини и его коллеги смоделировали такое взаимодействие, взяв за основу наночастицу — небольшой шарик менее 0,00000001 метра в диаметре — из топологического изолятора.

Их модели показали, что точно так же, как свет принимает свойства электрона и проходит по частице, так и электрон принимает некоторые свойства света. Обычно, когда электроны движутся по материалам — например, в электрической схеме — они останавливаются при встрече с дефектом. Но как показала группа Джаннини, даже если на поверхности наночастицы были несовершенные участки, электрон все равно преодолевал их при помощи света.

Если это получится применить к фотонным схемам, они будут более надежными и менее подвержены разрушению и физическим дефектам.

«Результаты этого исследования окажут огромное влияние на то, как мы представляем себе свет. Топологические изоляторы обнаружили только в прошлом десятилетии, но они уже предоставляют нам новые явления для изучения и новые пути для проверки важных понятий в физике», говорит Джаннини. И добавляет, что явления, смоделированные им в экспериментах, можно наблюдать с применением современных технологий, и его группа уже работает с физиками-экспериментаторами над воплощением этого.

Он полагает, что процесс, который приводит к созданию новой формы света, можно масштабировать так, чтобы подобные явления наблюдались гораздо легче. В настоящее время, квантовые явления можно увидеть только изучая очень маленькие объекты или переохлажденные объекты, но последний прорыв может позволить ученым изучать эти виды поведения при комнатной температуре.

Ученые выяснили, что свет может существовать в ранее неизвестной форме

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

23 комментария

  1. Zarb

    А потом американцы разработают на основе этой технологии оружие. Какую ни будь лазерную винтовку, которая стреляет лучем электронного света, поражая противника током :)
    Все ради мира во всем мире и процветания демократии, да.

    • CheRcheL

      Если быть более точным (согласно статьи) - "лучом фотонного света". (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • fOCUS

      А если Минобороны РФ создаст такую пушку, что скажете, товарищ ольгинский тролль? Для защиты Крыма от НАТОвских баз?

    • Ultimatemind

      И этой лазерной винтовкой они будут обстреливать Омские дороги, чтобы ям было по-больше ))))))))

      • rega146

        Аххахах! Представил себе омские дороги, где ям стало ещё побольше :D Спасибо вам вместе с FOCUS за комментарии. Добавить товарищу майору ZARB уже просто нечего ;)

        • Zarb

          А в РФ такую штуку не создадут. Нафига она нужна, если есть три десятка армат и сотня ракет :)
          А в Омске еще остались дороги? ))))) Я думал там одни ямы и направления...

      • hi

        Аххах!

    • Riccard

      А зачем ты сам пользуешся благами США? Твой ПК, ОС, интернет? Может быть это все работает на крови младенцев?

    • Ce3apyc

      Опять школьник невнимательно статью прочитал.
      Написано же, что нужен специальный материал, иначе фотон с электроном не спаришь.

  2. DenDobriy

    Смысл статьи не до конца ясен. Поправьте меня, если я неправильно понял. Речь идет об аналоге эффекта Купера для фотонов?
    Т.е. фотоны с противоположными спинами, проходя через вещество, образуют связанную пару, вроде куперовской пары электронов. Что позволяет им без потерь энергии преодолевать самое вещество даже при наличии множественных нерегулярностей структуры(дефектов)

    • DevilDmitry

      не, тут пара электрон+фотон же. А вот как они сцепляются - хз

      • DenDobriy

        Хз. Вот эта фраза "Если это получится применить к фотонным схемам, они будут более надежными и менее подвержены разрушению и физическим дефектам" дает основание предполагать ошибку в переводе или понимании первоисточника. Наверное все-таки связанные фотоны ведут себя подобно связанным электронам

  3. Dasha2000

    А если видеть главное, то получается, что мы имеем качесвенный скачек в технологиях!
    Это позволит получить приборы для исследований нового уровня! Узнать больше о Мире!
    Это открытие позволит понять как энергетически взаимодействуют все тела в природе! А поняв общее энергетическое взаимодействие, мы сможем узнать, как в действительности устроен наш Мир! И управлять новыми источниками энергии! Это открытие много может поменять и в сознании людей!
    Пример:
    Если каждый из нас сможет увидеть Мир в биофотонном секторе волн! Да мы сможем видеть даже цвет мыслей! Понять причины поломок механизмов, создавать механизмы и устройства совсем на иной основе!
    Это прорыв в науке!
    Вот как нужно видеть это открытие! Уважение ученым!

  4. AleksandrDudin

    Этот эксперимент показывает, что частица фотон сродственна с электроном, опровергает утверждение, что фотон не имеет массы покоя, что фотон может перемещаться, только со скоростью света. С другой стороны, электрон совместно с фотоном получает его свойства, потому, что его масса уменьшается в связи с взаимодействием с фотоном, то есть происходит взаимодействие спинов. Это прорыв в изучении строения фотонов. Фотон состоит из электрона, антинейтрино, позитрона, нейтрино, то очевидно его взаимодействие с электроном. Такое взаимодействие было обнаружено ранее на фотоэффекте, когда в результате на поверхности материала обнаруживали связь из двух электронов и позитрона

    • DenDobriy

      Относительно давно известно, что фотон может иметь скорость намного меньшую чем 300 тыс. Насчет высказывания "получает его свойства"-мне непонятно. Можете объяснить доходчиво? Какие свойства фотона может получить электрон? Похожее свойство я вижу только одно-волновая природа. В остальном они совершенно различаются: электрон-фермион, фотон-переносчик взаимодействия, у электрона спин полуцелый, у фотона-целый, у электрона есть масса, заряд и угловой момент, у фотона нет и т.п.
      Действительно, фотоны рождаются при аннигиляции пары электрон-позитрон,но они также рождаются и при взаимодействиях, которые указывают,что фотон имеет адронную составляющую.
      Фотон реагирует на массу. Эта масса у электрона имеется. Более того, электрон(эффект Купера) воздействует на группы ядер,ядра в свою очередь, косвенно воздействуют на фотон. Фотон повторяет траекторию электрона. Верно?

      • Riccard

        Не может он быть медленнее, учи матчасть. Он просто отражается внутри материалов и со стороны кажется, что скорость ниже.

        • DenDobriy

          Пусть скорость остается константой.Сформулирую по другому: проходит одно и то же расстояние за разное время

      • AleksandrDudin

        «Насчет высказывания "получает его свойства"-мне непонятно. Можете объяснить доходчиво? Какие свойства фотона может получить электрон?»

        «Обычно, свет движется по прямой линии, но будучи привязанным к электрону, он последует по его пути на поверхности материала».
        «Обычно, когда электроны движутся по материалам — например, в электрической схеме — они останавливаются при встрече с дефектом. Но как показала группа Джаннини, даже если на поверхности наночастицы были несовершенные участки, электрон все равно преодолевал их при помощи света». http://hi-news.ru/research-development/uchenye-vyyasnili-chto-svet-mozhet-sushhestvovat-v-ranee-neizvestnoj-forme.html#comment-253820
        Фотон и электрон становятся одной взаимосвязанной частицей. Поэтому эта частица перемещается со скоростью ниже скорости света и по траектории, отличающейся от прямой. В этом случае фотон приобретает массу, а у электрона масса уменьшается. Фотон, это система хорошо сбалансированных частиц, где массы уравновешенны спинами. Спин фотона равен 1/2 + 1/2 = 1. Спин новой частицы равен 1/2 + 1/2 + 1/2 = 1+1/2.
        Между фотоном и электроном устанавливается магнитное взаимодействие.
        А , об адронной составляющей фотонов, пожалуйста, поподробнее.

        • DenDobriy

          Об предположительно адронной составляющей фотонов можно начать на вики и далее по списку литературы.Не компетентен в этом вопросе и не берусь рекомендовать автора. Насколько увеличивается масса фотона и насколько уменьшается масса электрона?
          Спин фотона равен 1. Почему вы пишите 1/2+1/2? Какие 2 частицы со спином 1/2 образуют фотон?

          • AleksandrDudin

            Электрон и позитрон образуют фотон, и каждая частица имеет спин 1/2.

            • DenDobriy

              Т.е,по вашему, фотон СОСТОИТ из электрона и позитрона? При переходе электрона с орбиты испускается или поглощается фотон. Что по вашему это означает?
              Вы не ответили про изменение массы.

  5. Elitnyy

    Удивительно, спасибо (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.