Von: Arno K.
Manipuliertes Licht

Physiker schaffen einen Kristall aus Licht

Über einen Versuch ist es Wissenschaftlern gelungen, einzelne Bestandteile von Licht einzufrieren. Mittels Manipulation dieser Teilchen, bewegen sich diese in einer veränderten Formation. Zuvor agierten diese Bestandteile ausschließlich einzeln. Diese Erkenntnis ist neu und kann bei der Entwicklung neuer Produkte eingesetzt werden. Weiterhin helfen die Ergebnisse bei der Lichtforschung und der Molekularphysik.

Synchronisierte Wellen zeigen, dass sich die Photonen koordiniert wie ein einem Kristall verhalten.
© Princeton University

(U.S.A.). US-Forschern ist die Manipulation von Licht bereits im Jahr 2013 gelungen. Jetzt gelang dem Physiker James Raftery von der Princeton University eine Erkenntnissteigerung in diesem Forschungsbereich aus unsichtbaren Licht, einen kristallinen Zustand herzustellen. Dabei formierten sich die Photonen neu und bildeten eine Art Gitter. Mittels eines Konstrukts, auch als Jaynes-Cumming Dimmer bekannt, konnte eine Wechselwirkung zwischen Atomen und dem Licht als Versuchsgegenstand erreicht werden. In solch einer herbeigeführten Situation reagieren Photonen ganz besonders miteinander. Mit diesem Eingriff wechselte der normale Zustand des Lichtes zu einem Übergewicht sich verbindender Photonen.

Licht zeigt ähnliches Verhalten wie Wasser im Phasenzustandswechsel

Die optische Resonanz daraus, ist etwas, was es so vorher noch nicht gegeben hatte, kommentiert der Mitautor Andrew Houck. Bestimmte Teile des Lichts zeigen ein kollektives Verhalten. Sie verbinden sich miteinander und werden damit auch in ihren normalen Eigenschaften beeinflusst. Der Aufbau ist ähnlich wie die Versuche aus der Physik, die sich mit Variablen von Phasenzuständen beschäftigen. Ein bekanntes Beispiel aus diesem Bereich ist der Wechsel des Aggregatzustands von Wasser zu Eis. Dabei verändern sich die Bestandteile des Wassers und werden schließlich neu arrangiert.

Die erlangten Erkenntnisse helfen den Wissenschaftlern hinsichtlich der Lichtforschung und vermitteln neue Möglichkeiten in der Physik. Die Manipulation von Licht ist eine Möglichkeit neue Materialien zu erschaffen, deren Eigenschaften bis dato unbekannt sind. Im Versuch wurde ein relativ kleines System verwendet, das einen Einsatz auf die nun erreichten Ergebnisse beschränkt. Mit einer Weiterentwicklung und einer Expansion der Forschungsumgebung würden sich noch weitere Geheimnisse der Physik lüften lassen.

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