با وادار کردن نور به رفتار کردن مانند ماده، دانشمندان امکان ساخت شمشیر نوری (مانند فیلم جنگ ستارگان) را ایجاد کرده اند. حتی می توان از نور برای ساخت سازه های سه بعدی استفاده کرد. این کار با استفاده از یک تحقیق پیشرفته در مورد تولید نوع جدیدی از ماده صورت گرفته است. این روش شامل اندرکنش نور با خودش برای رفتار مانند ماده است و چشم اندازی برای تولید شمشیرهای جنگ ستارگان ایجاد کرده است.
برای دهه ها، دانشمندان گمان می کردند که نور با خودش اندرکنش نمی کند. اگر دو پرتو لیزر را به طرف هم حرکت کنند هر کدام به راه خود ادامه داده وبه گونه ای رفتار می کنند که گویی دیگری وجود ندارد. اما محققان در آمریکا تلاش می کنند تا چنان اثر متقابلی در دو پرتو ایجاد کند که منجر به پیوستن دو پرتو شود. این یک شاهکار است که تا کنون تنها به شکل تئوری مطرح بوده است.
نور از فوتون های ظریف ساخته شده است. فوتون ها ذرات اولیه ای هستند که جرم نداشته و با سرعت 299792458 متر بر ثانیه حرکت می کنند. تیمی به رهبری پروفسور میخائیل لوکین از دانشگاه هاروارد و پروفسور ولادان ولتیک از انستیتو تکنولوژی MIT برای پیوند دادن دو نور، از یک لیزر برای شلیک فوتون ها به گازی از اتم های روبیدیم استفاده کردند. این محیط تا دمایی نزدیک به صفر مطلق سرد شده بود. هنگامی که هر فوتون به تنهایی شلیک می شود، از میان گاز ابر سرمایش یافته عبور می کند و سرعت آن کاهش یافته؛ به 1000 متر بر ثانیه می رسد. اما هنگامی که پژوهشگران دو فوتون را به داخل گاز شلیک می کنند، مشاهده می شود که دو فوتونی که پس از عبور از ابر گازی ظاهر می شوند در هم ادغام شده و در نتیجه یک مولکول نور تولید می کنند.
گمان می شود که این پدیده به نحوه حرکت فوتون ها در گاز باز می گردد. هنگامی که نخستین فوتون وارد ابر گاز می شود، اتم های موجود در سر راه خود را برانگیخته می کند. اما این اتم ها نمی توانند مجددا به همان شکل برانگیخته شوند. بنابراین فوتون دوم، تا دور شدن فوتون اول نمی تواند به دنبال آن حرکت کند. این پدیده منجر به حرکت دو فوتون با یکدیگر می شود. البته اندرکنش میان آن ها آنقدر قوی است که مانند یک مولکول نوری رفتار می کنند. پروفسور ولتیک می گوید: تا به حال هیچ کسی این حالت ماده در نور را مشاهده نکرده است. یکی از کاربردهای احتمالی این پدیده در آینده استفاده از نور به جای پالس های الکتریکی به عنوان واحدهای سازنده کامپیوتر کوانتومی است که در آن فوتون ها به عنوان های بیت های اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. چنین سیستم هایی امروزه ناکارآمد است؛ زیرا پالس های نوری باید پیش از ارسال مجدد، برای پردازش به سیگنال الکتریکی تبدیل شوند. اگر چه اندرکنش نور با خودش می تواند امکان انجام محاسبات اپتیکی را فراهم کند. ولتیک در ادامه می گوید: تا کنون فوتون ها اندکی کسل کننده بودند ولی ما راهی را یافتیم که آن ها را بسیار هیجان انگیز می کند. میزان کنترلی که ما روی فوتون ها داریم، شگفت انگیز است.
ولتیک می گوید که قدم بعدی برای این تیم تحقیقاتی ادغام سه یا چهار فوتون با یکدیگر است . آن ها هم چنین تمایل دارند کاری کنند که فوتون ها یکدیگر را به جای جذب کردن، دفع کنند. این به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختارهایی کریستال مانند از نور بسازند. ولتیک هم چنین اضافه می کند که شاخه های تحقیقاتی زیادی با محوریت این موضوع وجود دارد.
و حالا چه بر سر شمشیر جنگ ستارگان می آید؟ لوکین می گوید که این پدیده با شمشیر های نوری شباهت هایی دارد. آنچه برای این مولکول های نوری رخ می دهد مشابه آن چیزی است که در فیلم های سینمایی می بینیم!
برای دهه ها، دانشمندان گمان می کردند که نور با خودش اندرکنش نمی کند. اگر دو پرتو لیزر را به طرف هم حرکت کنند هر کدام به راه خود ادامه داده وبه گونه ای رفتار می کنند که گویی دیگری وجود ندارد. اما محققان در آمریکا تلاش می کنند تا چنان اثر متقابلی در دو پرتو ایجاد کند که منجر به پیوستن دو پرتو شود. این یک شاهکار است که تا کنون تنها به شکل تئوری مطرح بوده است.
نور از فوتون های ظریف ساخته شده است. فوتون ها ذرات اولیه ای هستند که جرم نداشته و با سرعت 299792458 متر بر ثانیه حرکت می کنند. تیمی به رهبری پروفسور میخائیل لوکین از دانشگاه هاروارد و پروفسور ولادان ولتیک از انستیتو تکنولوژی MIT برای پیوند دادن دو نور، از یک لیزر برای شلیک فوتون ها به گازی از اتم های روبیدیم استفاده کردند. این محیط تا دمایی نزدیک به صفر مطلق سرد شده بود. هنگامی که هر فوتون به تنهایی شلیک می شود، از میان گاز ابر سرمایش یافته عبور می کند و سرعت آن کاهش یافته؛ به 1000 متر بر ثانیه می رسد. اما هنگامی که پژوهشگران دو فوتون را به داخل گاز شلیک می کنند، مشاهده می شود که دو فوتونی که پس از عبور از ابر گازی ظاهر می شوند در هم ادغام شده و در نتیجه یک مولکول نور تولید می کنند.
گمان می شود که این پدیده به نحوه حرکت فوتون ها در گاز باز می گردد. هنگامی که نخستین فوتون وارد ابر گاز می شود، اتم های موجود در سر راه خود را برانگیخته می کند. اما این اتم ها نمی توانند مجددا به همان شکل برانگیخته شوند. بنابراین فوتون دوم، تا دور شدن فوتون اول نمی تواند به دنبال آن حرکت کند. این پدیده منجر به حرکت دو فوتون با یکدیگر می شود. البته اندرکنش میان آن ها آنقدر قوی است که مانند یک مولکول نوری رفتار می کنند. پروفسور ولتیک می گوید: تا به حال هیچ کسی این حالت ماده در نور را مشاهده نکرده است. یکی از کاربردهای احتمالی این پدیده در آینده استفاده از نور به جای پالس های الکتریکی به عنوان واحدهای سازنده کامپیوتر کوانتومی است که در آن فوتون ها به عنوان های بیت های اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. چنین سیستم هایی امروزه ناکارآمد است؛ زیرا پالس های نوری باید پیش از ارسال مجدد، برای پردازش به سیگنال الکتریکی تبدیل شوند. اگر چه اندرکنش نور با خودش می تواند امکان انجام محاسبات اپتیکی را فراهم کند. ولتیک در ادامه می گوید: تا کنون فوتون ها اندکی کسل کننده بودند ولی ما راهی را یافتیم که آن ها را بسیار هیجان انگیز می کند. میزان کنترلی که ما روی فوتون ها داریم، شگفت انگیز است.
ولتیک می گوید که قدم بعدی برای این تیم تحقیقاتی ادغام سه یا چهار فوتون با یکدیگر است . آن ها هم چنین تمایل دارند کاری کنند که فوتون ها یکدیگر را به جای جذب کردن، دفع کنند. این به دانشمندان اجازه می دهد تا ساختارهایی کریستال مانند از نور بسازند. ولتیک هم چنین اضافه می کند که شاخه های تحقیقاتی زیادی با محوریت این موضوع وجود دارد.
و حالا چه بر سر شمشیر جنگ ستارگان می آید؟ لوکین می گوید که این پدیده با شمشیر های نوری شباهت هایی دارد. آنچه برای این مولکول های نوری رخ می دهد مشابه آن چیزی است که در فیلم های سینمایی می بینیم!