φωτονίων

Τα ανθρώπινα  μάτια μπορούν να βλέπουν λάμψεις αποτελούμενες από μόλις τρία φωτόνια, αναφέρουν κβαντικοί φυσικοί στις ΗΠΑ. Πιστεύουν μάλιστα ότι η όραση μπορεί να είναι ακόμα πιο ευαίσθητη, και δεν αποκλείεται να καταγράφει τα αλλόκοτα κβαντικά φαινόμενα του φωτός.

Ομάδα ολλανδών επιστημόνων ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα σύστημα πιστοποίησης της αυθεντικότητας των πιστωτικών καρτών το οποίο είναι απαραβίαστο χάρη στις... άστατες κβαντικές ιδιότητές του. Χρησιμοποιεί τις κβαντικές ιδιότητες των φωτονίων για να δημιουργήσει μια μοναδική «υπογραφή» η οποία βασίζεται στην ανταλλαγή «ερωτήσεων και απαντήσεων» και είναι αδύνατον να «διαβαστεί» ή να αντιγραφεί.

Η μάζα είναι ισοδύναμη της ενέργειας, προέβλεψε ο Αϊνστάιν. Βάσει αυτής της θεωρίας, οι θεωρητικοί φυσικοί πρότειναν αργότερα την ιδέα της μετατροπής του φωτός σε ύλη. Ογδόντα χρόνια μετά, ερευνητές στη Βρετανία και τη Γερμανία υποστηρίζουν ότι επινόησαν μια πειραματική διάταξη που θα αποδείξει για πρώτη φορά τη θεωρία.

Όλες πρακτικά οι μέθοδοι ανίχνευσης του φωτός προϋποθέτουν τη σύλληψη και την καταστροφή των φωτονίων που ανιχνεύονται. Εξάλλου, μια από τις βασικές αρχές της κβαντομηχανικής προβλέπει ότι είναι αδύνατο να παρατηρήσει κανείς ένα υποατομικό σωματίδιο χωρίς ταυτόχρονα να το επηρεάσει. Κι όμως, υπάρχει ένα κβαντικό τρικ που επιτρέπει την καταγραφή μεμονωμένων φωτονίων αφήνοντάς τα ανεπηρέαστα. Ένα τρικ που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί στους κβαντικούς υπολογιστές και τα κβαντικά δίκτυα του μέλλοντος.

Μια πρωτοποριακή μελέτη για την καταγραφή της διαδρομής που ακολουθούν μεμονωμένα φωτόνια ήταν το κορυφαίο επίτευγμα του 2011 στη Φυσική σύμφωνα με το έγκριτο Physics World, το οποίο εκδίδει το Ινστιτούτο Φυσικής της Βρετανίας.  Τις υπόλοιπες εννέα θέσεις καταλαμβάνουν δημοσιεύσεις από διάφορους επιμέρους τομείς έρευνας.

Είναι αδύνατο να γνωρίζει κανείς με ακρίβεια τη θέση και την ταχύτητα ενός φωτονίου, είπε ο Βέρνερ Χάιζενμπεργκ στην περίφημη αρχή της απροσδιοριστίας, η οποία άλλαξε την εικόνα μας για το Σύμπαν. Τώρα, όμως, διεθνής ομάδα ερευνητών αναφέρει ότι κατάφερε να υπολογίσει κατά μέσο όρο τις θέσεις και τις ταχύτητες φωτονίων, σε ένα πείραμα που μοιάζει να χαλαρώνει τον ασφυκτικό περιορισμό του Χάιζενμπεργκ.

Μια πληθώρα πρακτικών εφαρμογών υπόσχεται το παράξενο «συμπύκνωμα φωτονίων Μπόζε-Άινσταϊν», ή BEC φωτονίων, μια νέα μορφή φωτός που θολώνει τη διαχωριστική γραμμή ανάμεσα στην ύλη και την ακτινοβολία. Η έρευνα αναμένεται να οδηγήσει στα πρώτα λέιζερ ακτίνων Χ, σε ηλιακούς συλλέκτες που λειτουργούν στη συννεφιά, ακόμα και σε ταχύτερα τσιπ υπολογιστών.