Chalmersforskare lockar fotoner ur tomrummet

2011-11-15 15:17 Anders Wallerius  
Ett högfrekvent magnetfält får en ”spegel”  att vibrera i komponenten. Foto: Chalmers

Fysiker från Chalmers har lyckats skapa ljus ur tomma intet. Göteborgsforskarna har lockat fram virtuella fotoner ur vakuum och hjälpt dem över gränsen till verkligheten med hjälp av en vibrerande spegel.

Experimentet är ett stort genombrott inom kvantmekaniken och bevisar vad kvantfysikerna länge känt till i teorin. Tanken är tomrummet inte alls är tomt, utan fyllt av ett hav av potentiella partiklar. Ibland är sannolikheten så stor att de existerar på riktigt att de visar sig i verkligheten. De blir då ”virtuella partiklar” för en kort stund för att sedan snabbt försvinna igen. De virtuella partiklarna kan då ses som synliga krusningar (kvantfluktuationer) på det annars osynliga havet.

Nu har Christopher Wilson och hans forskarkollegor vid Chalmers lyckats fånga några virtuella fotoner från en sådan krusning och ge dem en knuff över till vår verklighet.

De har använt en metod som föreslogs redan för fyrtio år sedan, men som aldrig har kunnat användas tidigare på grund av rent tekniska orsaker. Metoden går ut på att låta de flyktiga, virtuella fotonerna studsa mot en spegel som rör sig med närmare ljusets hastighet innan de försvinner igen. Vid studsen tillförs fotonerna så mycket extra energi från spegelns rörelse att de kan ta klivet över från sin virtuella tillvaro till den reella.

Men spegeln måste röra sig med en hastighet som ligger nära ljusets för att ge fotonerna en tillräckligt kraftig knuff in i verkligheten, vilket är praktiskt omöjligt. Istället har de använt en specialdesignad kvantelektronisk komponent (squid) där en elektrisk kortslutning kan flyttas fram och tillbaka med ett magnetfält. Kortslutningen fungerar då som spegel för mikrovågor.

I experimentet vibrerar spegeln med flera gigahertz och har en hastighet på upp till 25 procent av ljushastigheten. Rörelseenergin från spegeln överfördes vid studsen till fotonerna som därmed får kraft att lämna sitt virtuella tillstånd och bli riktiga fotoner.

Det är första gången forskarna kunnat observera virtuella partiklar innan de försvinner igen i vakuumets tomrum. I det här experimentet är det fotoner, men det kunde varit vilken annan partikel som helst. Men för att locka fram elektroner och protoner, som till skillnad från fotoner har massa, krävs betydligt mer energi.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt