جزيء ضوئي

الجزيئات الفوتونية هي شكل من أشكال المادة تتحد فيه الفوتونات لتكوين " جزيئات ". ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} وقد تم التنبؤ بوجودها لأول مرة عام 2007. تتشكل الجزيئات الفوتونية عندما تتفاعل الفوتونات الفردية (عديمة الكتلة) مع بعضها البعض بقوة شديدة تجعلها تتصرف كما لو كانت تمتلك كتلة. ^{[ 4 ]} وقد شبّه الباحثون هذه الظاهرة بسيف الليزر الخيالي من سلسلة أفلام حرب النجوم . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

تم ضخ ذرات الروبيديوم الغازية إلى غرفة مفرغة من الهواء. تم تبريد السحابة باستخدام الليزر إلى بضع درجات فقط فوق الصفر المطلق. وباستخدام نبضات ليزر ضعيفة، تم إطلاق عدد قليل من الفوتونات في السحابة. ^{[ 4 ]}

عندما دخلت الفوتونات السحابة، أثارت طاقتها الذرات على طول مسارها، مما أدى إلى فقدانها سرعتها. داخل وسط السحابة، اقترنت الفوتونات تشتتيًا بذرات متفاعلة بقوة في حالات ريدبيرغ شديدة الإثارة . تسبب هذا في أن تتصرف الفوتونات كجسيمات ضخمة ذات تجاذب متبادل قوي (جزيئات فوتونية). في النهاية، خرجت الفوتونات من السحابة معًا كفوتونات عادية (غالبًا ما تكون متشابكة في أزواج). ^{[ 4 ]}

ينتج هذا التأثير عن ما يُعرف بحصار ريدبيرغ ، الذي يمنع، في وجود ذرة مُثارة، الذرات المجاورة من أن تُثار بنفس الدرجة. في هذه الحالة، عندما يدخل فوتونان السحابة الذرية، يُثير الأول ذرةً، فتفنى في التفاعل، ولكن يجب أن تنتقل الطاقة المنقولة داخل الذرة المُثارة قبل أن يتمكن الفوتون الثاني من إثارة الذرات المجاورة. في الواقع، يدفع الفوتونان بعضهما البعض ويجذبانه عبر السحابة بينما تنتقل طاقتهما من ذرة إلى أخرى، مما يُجبرهما على التفاعل. يتوسط هذا التفاعل الفوتوني التفاعل الكهرومغناطيسي بين الفوتونات والذرات. ^{[ 4 ]}

يشير تفاعل الفوتونات إلى إمكانية استخدام هذه الظاهرة لبناء نظام قادر على حفظ المعلومات الكمومية ومعالجتها باستخدام عمليات المنطق الكمومي. ^{[ 4 ]} قد يكون هذا النظام مفيدًا أيضًا في الحوسبة التقليدية، نظرًا لانخفاض الطاقة اللازمة لمعالجة الفوتونات مقارنةً بالإلكترونات. ^{[ 4 ]} قد يكون من الممكن ترتيب جزيئات الفوتونات داخل الوسط بطريقة تُشكّل هياكل ثنائية الأبعاد أكبر (شبيهة بالرسومات). ^{[ 4 ]}

• ضوء ثابت