Uma equipe de pesquisadores do MIT, A Universidade de Harvard e a Universidade de Belgrado encontraram uma maneira de fazer os fótons se repelirem dentro de uma nuvem de gás atômico ultracold. Em seu artigo publicado na revista Física da Natureza , o grupo descreve experimentos que conduziram envolvendo pares de acoplamento de fótons a estados atômicos e o que aprenderam com eles.

Os fótons não têm massa ou carga, é por isso que eles têm pouco ou nenhum efeito um sobre o outro quando se cruzam; eles não se atraem nem se repelem. Mas forçá-los a se atrair ou repelir pode permitir que os pesquisadores criem materiais exclusivos. Os cientistas têm investigado maneiras de forçá-los a fazer isso usando uma variedade de truques. Em 2013, por exemplo, dois dos membros da equipe atual trabalharam juntos em um projeto no qual fótons foram feitos para atrair um ao outro nas circunstâncias certas - atirando-os em uma nuvem de gás ultracold, que os colocou em um estado Rydberg, tornando-os ligeiramente pegajosos uns com os outros. As tentativas de usar uma técnica semelhante foram decepcionantes, Contudo, porque era necessário mudar o índice de refração em direções opostas.

Neste novo esforço, os pesquisadores tentaram uma abordagem semelhante com uma nova torção - acoplar pares de fótons ao mesmo tempo a dois estados atômicos no mesmo átomo, duas vezes. Isso permitiu que a equipe ajustasse o comprimento de onda da luz para forçar os fótons a saírem da nuvem de gás ao mesmo tempo - um meio de provar que os polaritons podem se atrair ou repelir. E isso permitiu que demonstrassem repulsão de três corpos entre as quasipartículas.

Os pesquisadores observam que ter demonstrado uma atração e uma força repelente com fótons aumenta a possibilidade de fazer as duas em distâncias diferentes - repulsão de curta distância, atração de longa distância, por exemplo - e a ideia de criar estruturas de tipo molecular a partir deles. Eles imaginam estruturas com uma ordem cristalina que seria diferente de tudo o que se encontra na natureza - e materiais com parâmetros mutáveis ​​que não seriam possíveis usando matéria natural.

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