Немецкие физики научились охлаждать и конденсировать свет

Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

Ученые в Германии заставили фотоны - "частицы" электромагнитного излучения - вести себя подобно атомам, составляющим твердые тела, что может быть использовано при создании новых типов лазеров и для повышения эффективности солнечных элементов, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature.

МОСКВА, 25 ноя - РИА Новости. Ученые в Германии заставили фотоны - "частицы" электромагнитного излучения - вести себя подобно атомам, составляющим твердые тела, что может быть использовано при создании новых типов лазеров и для повышения эффективности солнечных элементов, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature.

Явление образования так называемого конденсата Бозе-Эйнштейна, описанное на примере фотонов группой Мартина Вейца (Martin Weitz) из Боннского университета в Германии, интересно прежде всего с фундаментальной точки зрения, так как позволяет наблюдать у группы частиц свойства, характерные для единичной частицы. Впервые экспериментально оно было продемонстрировано на атомах металлов, которые охлаждали до температуры, близкой к абсолютному нулю, и удерживали в специальной ловушке. В этом состоянии атомы теряют различия и при сближении образуют новое конденсированное состояние, проявляющее свойства одиночной атомарной частицы.

Физики, в том числе и авторы этого эксперимента, удостоенные Нобелевской премии в 2001 году, до последнего времени были убеждены, что проделать подобный опыт можно только с атомами, так как более легкие частицы - фотоны - охладить и удержать в ловушке (сконденсировать) невозможно. Несмотря на то, что фотоны обладают свойствами частиц, они, прежде всего, проявляют выраженную волновую природу. При попытке уменьшить их энергию, то есть охладить, неизбежно происходит их поглощение элементами научных приборов.

Чтобы показать, что получить конденсат Бозе-Эйнштейна можно и с помощью фотонов, ученые под руководством Вейца разработали специальную камеру, стенки которой представляли собой два вогнутых зеркала. Микронные размеры этой камеры позволили авторам статьи ограничить перемещение фотонов в пространстве внутри нее. Внутреннее пространство камеры было заполнено органическим веществом - красителем, который поглощал и заново излучал впускаемые в камеру фотоны с помощью коротких лазерных импульсов. Так ученым удалось добиться формирования равновесного энергетического состояния фотонов находящихся в ловушке при комнатной температуре.

Потом ученые начали увеличивать количество фотонов в ловушке, делая источник света на входе в нее немного ярче. Это увеличивало количество частиц света, принимающих участие в формировании энергетического равновесия до тех пор, пока частиц не стало слишком много. Эти "лишние" фотоны, не имеющие возможности вступить в процесс образования энергетического равновесия с другими фотонами, начали образовывать конденсированную фазу, переходя в одно и то же состояние с наименьшей возможной энергией. Обнаружить ее формирование ученые смогли по появлению яркого лазерного луча желтого цвета на выходе из ячейки, тогда как источник для насыщения ловушки частицами имел зеленую окраску.

"Этот до смешного простой эксперимент намного легче реализовать, чем формирование конденсата Бозе-Эйнштейна из охлажденных атомов металлов", - прокомментировал работу Матиас Вейдемюллер (Matthias Weidemuller) из университета Фрайберга, слова которого приводит интернет-издание Nature News.

По его мнению, эта методика конденсации света может быть особенно эффективной при использовании солнечных элементов для выработки энергии в условиях пасмурной погоды, когда оптические линзы бесполезны. В будущем она может найти применение и для создания новых источников коротковолнового лазерного излучения, в том числе и рентгеновского.

РИА Наука
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена