Fotony to cząstki elementarne, które nie posiadają masy i nie dochodzi między nimi do interakcji. Tymczasem naukowcy zaprezentowali możliwość łączenia cząstek światła w trójfotonowe molekuły.

W swoim najnowszym eksperymencie, fizycy z Instytutu Technologicznego w Massachusetts i Uniwersytetu Harvarda stworzyli nową formę światła, które oddziałuje między sobą i nabiera masy. W trakcie tego doświadczenia, które jest kontynuacją poprzednich badań w tej sferze, udało się stworzyć fotoniczne molekuły z pojedynczych cząstek światła.

W pierwszej kolejności naukowcy stworzyli ultrazimną chmurę z atomów rubidu schłodzonych do temperatury zbliżonej do zera absolutnego. Następnie z pomocą słabego lasera wysłano fotony w kierunku tej chmury. Cząstki światła zaczęły łączyć się w grupy składające się z dwóch i trzech fotonów. Molekuły te nabrały masy, która wynosiła zaledwie ułamek masy elektronu. Spadła również ich prędkość - fotoniczne cząsteczki stały się wolniejsze około 100 tysięcy razy względem normalnej prędkości światła. Badacze ustalili, że molekuły trójfotonowe miały trzy razy większe przesunięcie fazowe niż w przypadku złączonej pary fotonów.

Eksperymentatorzy przypuszczają, że fotony zderzając się z atomami rubidu tworzą tzw. polarytony - cząstki kwantowe, które są na wpół światłem i na wpół materią. Polarytony posiadają masę, dzięki czemu mogą wiązać się z innymi polarytonami i powodować "sklejanie się" fotonów.

Zdaniem naukowców, "splątane" w ten sposób fotony można byłoby wykorzystać w informatyce kwantowej, np. przy dostarczaniu zakodowanej informacji na długie dystanse. Dlatego zespół planuje przeprowadzać kolejne badania, aby przetestować inne rodzaje interakcji między cząstkami światła. Wyniki pracy zostały opublikowane w czasopiśmie Science.