Німецькі вчені вперше експериментально дослідили перехід від двовимірного до одновимірного фотонного газу, що дозволяє глибше розуміти квантові ефекти.
Фізики з Університету Бонна спільно з колегами з Університету Кайзерслаутерн-Ландау змогли підтвердити теоретичні припущення щодо переходу в екзотичний стан речовини — одновимірний фотонний газ. Для цього вони створили експериментальну установку, яка дозволяє досліджувати поведінку фотонного газу в різних вимірах. У ході експерименту фотони конденсувалися в спеціальному контейнері завдяки охолодженню під час взаємодії з молекулами барвника, що дозволило створити вироджений квантовий газ.
Щоб досягти одновимірного стану, вчені модифікували контейнер, у якому проводився експеримент, додавши мікроскопічні полімерні виступи, що дозволяли захоплювати фотони в одному або двох вимірах. Це призвело до утворення своєрідної “одновимірної” структури, де фазовий перехід у фотонному газі ставав більш “розмитим”. Це відкриття дозволило фізикам детально вивчити поведінку фотонів у такому середовищі та наблизитися до розуміння квантових властивостей одновимірних систем.
Однією з особливостей одновимірних фотонних газів є те, що вони не мають чіткої точки конденсації, як це характерно для систем із більшою кількістю вимірів. Це відкриває нові можливості для дослідження квантових явищ і дозволяє вченим краще зрозуміти, як незначні зміни впливають на поведінку таких газів під час фазових переходів. Отримані результати мають велике значення для подальшого вивчення квантових систем та їхнього використання в новітніх технологіях.
Це дослідження також пов’язане з прогресом у галузі квантових технологій. Ізраїльська команда дослідників нещодавно повідомила про розробку нової гібридної антени з високою спрямованістю фотонів, що є важливим кроком на шляху до створення квантових комп’ютерів і криптографічних систем.