Fizičari su nedavno uspeli da stvore jednodimenzionalni gas od svetlosti, koristeći fotone kako bi formirali Bose-Einsteinov kondenzat. Ovaj eksotični materijal, poznat kao BEC, predstavlja posebno stanje materije koje se javlja kada se čestice, poput fotona, ohlade dovoljno da postanu deo kolektivnog kvantnog identiteta.
Istraživači sa Univerziteta u Bonu i Univerziteta Kajzerslautern-Landau u Nemačkoj sproveli su eksperiment kako bi bolje razumeli kako se kritična svojstva gasa menjaju kada se prelazi iz dvodimenzionalnog u jednodimenzionalno stanje. Ovaj prelazak pokazao se kao izazovan, posebno zbog načina na koji toplota i kvantna nejasnost deluju u prostoru sa ograničenim dimenzijama za slobodno kretanje čestica.
Koristeći mikrošupljinu kao kontejner i rastvor boje za zarobljavanje fotona, istraživači su uspeli da stvore uslove za formiranje jednodimenzionalnog gasa. Laser je korišćen za hlađenje fotona, dok su reflektivni zidovi mikrošupljine ograničavali prostor u kojem se fotoni mogu kretati, čime su održavali jednodimenzionalna svojstva gasa.
Značajno je da je tim razvio inovativnu metodu za stvaranje mikroskopskih izbočina duž reflektujućih zidova korišćenjem providnog polimera. Ovi izbočeni delovi postepeno su smanjivali slobodu kretanja fotona, omogućavajući gasu da se ponaša kao jednodimenzionalni sistem.
Eksperimentalna postavka omogućila je istraživačima da potvrde teorijska predviđanja o formiranju Bose-Einsteinovih kondenzata u različitim dimenzijama. U budućnosti, ova tehnika može se koristiti za testiranje različitih teorija i dalje istraživanje ovih neobičnih stanja materije.
Studija, objavljena u časopisu Nature Physics, pokazala je da jednodimenzionalni fotonski gasovi nemaju preciznu tačku kondenzacije zbog ograničenog kretanja fotona, što dovodi do formiranja delimično niskoenergetskog Bose-Einsteinovog kondenzata.
Ovo istraživanje omogućilo je prvi put detaljno ispitivanje prelaska iz dvodimenzionalnog u jednodimenzionalno stanje fotonskog gasa, pružajući nove uvide u kvantno ponašanje materije na mikroskopskom nivou.
