Исследователи Принстонского университета заблокировали свет в кристалле, в ходе эксперимента, отвечающего на фундаментальные вопросы о физике материи.

Исследователи не светили светом через кристалл — они преобразовали его в кристалле. В рамках мероприятий по разработке экзотические материалы, такие как сверхпроводники, ученые заблокировали фотоны, основной элемент света, так что они оставались фиксированными на месте.

Электротехник Andrew Houck удивленно говорит: «Это то, что мы никогда не видели раньше. Это новое поведение для света». Результаты поднимают интригующие возможности для различных будущих материалов. Но исследователи намерены использовать метод для решения вопросов о фундаментальном исследовании материи и поля.

В ходе эксперимента исследователи создали структуру из сверхпроводящих материалов, содержащую 100 миллиардов атомов, действующих как единый «искусственный атом». Они разместили искусственный атом вблизи сверхпроводящего провода, содержащего фотоны.

По правилам квантовой механики, фотоны в проводе наследуют некоторые свойства искусственного атома. Обычно фотоны не взаимодействуют друг с другом, но в этой системе исследователи смогли создать новое поведение, в котором фотоны начинают взаимодействовать в некоторой степени, как частицы. Один из авторов Hakan Türeci:

«Мы создали ситуацию, когда свет эффективно ведет себя как частица, в том смысле, что два фотона могут взаимодействовать очень сильно. В одном из режимов работы, свет течет назад и вперед, подобно жидкости, а в другом, он замерзает»

Сейчас устройства является относительно небольшим, с двумя участками, где искусственный атом в паре с сверхпроводящим проводом. Но исследователи говорят, что за счет расширения устройства и количество взаимодействий, они могут повысить их способность имитировать более сложные системы.