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【物理】質量をもたない光子を相互作用させ、結合させて「分子」を形成することに成功／MITなど
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1380573547/

ハーヴァード大学とMITのチームが、質量をもたない光子を相互作用させ、
結合させて「分子」を形成することに成功した。量子コンピューティングへの応用が期待されるほか、
将来的には光を使って3次元構造が作れるようになるかもしれない。

ハーヴァード大学とマサチューセッツ工科大学（MIT）の物理学チームが、
光子を結合させて「分子」を形成することに成功した。
これまでは純粋に理論上のものだった、物質の状態だ。

「われわれが知る光の特性のほとんどは、光子が質量をもたず、相互作用しないことに由来する」と、
ハーヴァード大学で物理学を研究するミハイル・ルーキン教授は述べる。
「今回われわれは特殊な媒体を作りだし、その中で光子同士が強く相互作用し、
それによって質量をもつかのように振る舞い、結合して分子を形成させられるようにした。
このような光子の束縛状態（bound state）は、以前から理論上では議論されていたが、
これまで実際に観測されたことはなかった」

研究チームは、真空室に、金属元素であるルビジウム原子を満たし、
絶対零度近くまで冷却した（原子を、ほぼ静止状態にした）。そしてこの原子の雲に、
ごく弱いレーザーを使って光子を照射した。原子の雲に入ると、
光子はエネルギーを失い、劇的に減速した。

ふたつの光子を一度に照射すると、雲を通り抜けて出てくるときに、結合してひとつの分子を形成していた。
これは光子が、雲の中で通り過ぎる原子と、エネルギーを交換することによって生じる。

「量子情報を運ぶ上で、光子は現在、考えられる限り最良の手段であるため、
今回の成果は、より大きな枠組みでわれわれの研究に役立つものだ。
これまでは、光子は相互作用をしないということが障壁になっていた」

光子の相互作用を可能にする今回のプロセスは、量子コンピューティングの開発や、
従来のコンピューターの消費電力問題への応用等が期待される。
将来的には、光から、結晶のような3次元構造をつくりだすことも可能になるかもしれない。

ソース：WIERD（2013.9.30 MON）
http://wired.jp/2013/09/30/photonic-molecules/
関連リンク：natureに掲載された記事
「Entanglement between light and an optical atomic excitation」（英語）
http://www.nature.com/nature/journal/v498/n7455/abs/nature12227.html
関連スレ：【物理】光を1分間停止させることに成功　長距離量子ネットワーク開発の希望に
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1377038948/