Les sabres laser pourraient devenir réalité après une percée physique incroyable

À la consternation des fans de "Star Wars" partout dans le monde, les physiciens ont depuis longtemps pleuré la science de la construction de sabres laser réels. Selon la physique conventionnelle, les photons ne se comportent pas comme des particules régulières de matière. Ce sont des particules sans masse et ne peuvent pas interagir les unes avec les autres. Il est donc impossible de construire quoi que ce soit à partir de la lumière avec une structure solide, comme un sabre laser.

Mais selon Phys.org, une nouvelle découverte révolutionnaire de chercheurs du Harvard-MIT Center for Ultracold Atoms pourrait tout changer. Ils ont découvert comment faire en sorte que les photons individuels interagissent et se lient ensemble dans les structures moléculaires. Non seulement cela représente un tout nouvel état de la matière, mais ces molécules de lumière peuvent potentiellement être façonnées pour former des structures solides - en d'autres termes, des sabres laser!

"Ce n'est pas une analogie inopportune pour comparer cela aux sabres laser", a déclaré le professeur de physique de Harvard Mikhail Lukin. "Lorsque ces photons interagissent entre eux, ils se poussent et se dévient. La physique de ce qui se passe dans ces molécules est similaire à ce que nous voyons dans les films."

Alors que la découverte fait sauter le toit de notre compréhension traditionnelle de la lumière, elle n'est pas sortie de nulle part. Des théories ont été proposées sur la possibilité de ces types étranges d'états photoniques liés auparavant, mais jusqu'à présent, ces théories étaient impossibles à tester.

Pour faire interagir les photons, les chercheurs ont pris des atomes de rubidium et les ont placés dans une chambre à vide spécialisée capable de refroidir les atomes à une température ultra-froide. Ils ont ensuite utilisé un laser pour tirer des photons individuels dans le nuage gelé d'atomes. Lorsque les photons ont traversé le milieu, ils ont ralenti. Au moment où ils ont quitté le médium, ils étaient devenus liés.

La raison pour laquelle ils se lient ensemble lorsqu'ils voyagent à travers le milieu de l'atome froid est due à quelque chose appelé un blocus de Rydberg. Fondamentalement, lorsque les photons traversent le milieu, ils échangent des atomes voisins excitants, agissant efficacement en tandem pour s'écarter l'un de l'autre.

"C'est une interaction photonique qui est médiée par l'interaction atomique", a déclaré Lukin. "Cela fait que ces deux photons se comportent comme une molécule, et lorsqu'ils sortent du milieu, ils sont beaucoup plus susceptibles de le faire ensemble que comme des photons simples."

La physique de son fonctionnement est compliquée, mais les applications potentielles de la découverte sont carrément époustouflantes. Par exemple, cela pourrait changer le jeu en ce qui concerne l'informatique quantique. Les photons sont le meilleur moyen possible de transporter des informations quantiques, mais jusqu'à présent, il était difficile de savoir comment faire interagir les photons.

Une application beaucoup plus fascinante de la découverte, cependant, est que cela signifie que la lumière peut être façonnée en structures solides. Lukin a suggéré que le système pourrait un jour être utilisé pour créer des structures tridimensionnelles complexes, telles que des cristaux, entièrement à l'abri de la lumière.

Les cristaux légers seraient trippants, bien sûr. Mais les sabres laser - une application potentielle très réelle également - seraient encore plus cool.

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