NRK Meny
Normal

Kaster nytt lys på lys

Forskere har fått fotoner til å reagere med hverandre – «lyssabler er ingen dum sammenligning», sier mannen bak oppdagelsen.

Obi-Wan Kenobi (Ewan McGregor)

Det er et stykke igjen til teknologien som får Obi-Wan Kenobis lyssabel til å fungere som den gjør, men første skritt på vei mot en kvantedatamaskin kan nå være tatt.

Foto: Promo

Hvis du har sett lyssabel-kamp på film og forsøkt å gjenskape magien med lasere i etterkant har du sannsynligvis blitt skuffa.

I stedet for å smelle mot hverandre som sverd går strålene gjennom hverandre - noe som gir svært dårlige lyssabelkamp-villkår.

Nå har forskere ved MIT og Harvard gjort en oppdagelse som får fotoner - de minste bitene av lys - til å reagere med hverandre. Noe de vanligvis bare gjør på film.

– Fotonet må vente

For å presisere først som sist - en "ekte" lyssabel er foreløpig ikke på trappene. Det er nok heller ikke det som har vært ambisjonen til Mikhail Lukin og Vladan Vuletic, professorene som står bak rapporten som er publisert i Nature.

Men å få biter av lys til å legge merke til hverandre er ingen liten kunst, fysiker Bjørn Hallvard Samset forklarer at det krever et enormt eksperimentelt maskineri.

– De lager først en gass som fotoner ikke egentlig bryr seg om. Normalt vil de fly rett gjennom. Så lyser de imidlertid på den gassen med en annen laser, og får atomene der til å gå inn i en helt spesiell tilstand der de er mye mer følsomme for fotoner. Når et foton kommer inn så vil det nå bli bremset av gassen, i stedet for å fly gjennom.

Foreløpig er alt ved det normale, men når det neste fotonet blir sendt inn begynner ting å skje.

– Det vil også gjerne bremses - men det at det alt er et foton der inne har forandret litt på gassen av atomer i denne spesielle tilstanden som kalles Rydberg-tilstand. Det neste fotonet må rett og slett vente, sier Samset til NRK.no.

Han forklarer at fotonene normalt aldri ville visst om hverandre, men at de, fordi de blir nødt til å komme forbi de spesielle tilstandene, må vente og gå i par.

– Forskerne har sett at uansett hvordan atomene sendes inn, så kommer de ut som slike par. De har, med andre ord, reagert med hverandre.

– Aldri blitt observert

– De fleste av lysets egenskaper som vi kjenner til er knytta til det faktum at fotoner er masseløse og ikke kan interagere med hverandre, sier rapportforfatter Lukin til Physorg.

Han forklarer at omgivelsene de har skapt for fotonene gjør at de reagerer så sterkt med hverandre at de begynner å oppføre seg som om de faktisk har masse.

– Denne tilstanden har blitt diskutert på et teoretisk plan, men aldri blitt observert, forteller han.

Lukin sier at lyssabelsammenligninga slettes ikke er dum.

– Når disse fotonene reagerer med hverandre dytter de mot, og frastøter hverandre. Fysikken knytta til molekylenes reaksjon ligner den vi ser på film.

Kvantedatamaskin

Samset sier at dette kan være et lite steg mot det alle moderne fysikere ønsker seg - en kvantedatamaskin.

– To slike fotoner som jobber i tandem kan brukes til å flytte informasjon rundt i en kvantedatamaskin, og forskerne har allerede vist i samme artikkel at de er godt egnet.

Med et litt mer teknisk språk - de har fått til å sammenfiltre polariseringen til fotonene - en nødvendighet for å bære kvanteinformasjon i en fremtidig datamaskin.

– Her kan vi forvente masse spennene eksperimenter fremover - men for nå er dette kult nok i seg selv, sier Samset.