تحقیقات وجود ذره ای را که قبلاً غیرقابل تصور بود، پیش بینی می کند.
زمانی که فیزیکدان ایتالیایی، اتوره مایورانا، تقریباً یک قرن پیش پیشنهاد کرد که الکترون‌ها را می‌توان به دو نیم کرد، این ایده انقلابی تا حد زیادی نادیده گرفته شد. در حال حاضر به عنوان سنگ بنای فیزیک عمل می کند.
محققان گروه تحقیقاتی ویولا دارتموث، با اعمال کنجکاوی مشابه مایورانا، پیش‌بینی می‌کنند که ممکن است فوتون‌های شکاف نیز وجود داشته باشند.
لورنزا ویولا، پروفسور فیزیک خانواده جیمز فرانک، می‌گوید: «این یک تغییر پارادایم بزرگ در نحوه درک ما از نور است که تصور نمی‌شد ممکن باشد.» ما نه تنها یک موجود فیزیکی جدید پیدا کردیم، بلکه موجودی بود که هیچ کس باور نداشت که وجود داشته باشد.
کشف نظری فوتون شکافته - معروف به "بوزون مایورانا" - درک بنیادی نور و نحوه رفتار آن را ارتقا می دهد. تحقیقاتی که این کشف را توصیف می‌کند، در این ماه در Physical Review Letters منتشر شد.
وینسنت فلین، گوارینی 22، نویسنده اصلی مقاله می‌گوید: «هر فوتون را می‌توان به عنوان مجموع دو نیمه متمایز در نظر گرفت». ما توانستیم شرایط جداسازی این نیمه ها از یکدیگر را شناسایی کنیم.»
مشابه نحوه تبدیل آب مایع به یخ یا بخار در شرایط خاص، این تحقیق نشان می‌دهد که نور نیز می‌تواند در فاز متفاوتی وجود داشته باشد - فازی که فوتون‌ها به‌صورت دو نیمه مجزا ظاهر می‌شوند.
«آب صرف نظر از شکل مایع یا جامد، آب است. فقط بسته به شرایط فیزیکی رفتار متفاوتی دارد.» این گونه است که ما باید به درک خود از نور نزدیک شویم – مانند ماده، می‌تواند در مراحل مختلف وجود داشته باشد.»
به جای قطعاتی که بتوان آنها را از هم جدا کرد، نیمه های فوتون شبیه دو روی یک سکه هستند. این دو بخش مجزا یک کل را تشکیل می دهند، با این حال می توان آنها را توصیف کرد و به عنوان واحدهای مجزا عمل کرد.
این نظریه که توسط امیلیو کوبانرا، استادیار مدعو فیزیک و نجوم نوشته شده است، در وایلدر هال، همان ساختمانی که آزمایشگاهی را در خود جای داده بود که تحقیقات برجسته در اوایل دهه 1900 فشار تابش نور را اندازه گیری می کرد، توسعه یافت.
فلین می‌گوید: «به‌عنوان یک دانشمند اولیه، ایجاد ایده‌های غول‌هایی مانند مایورانا و توانایی انجام این کار در دپارتمانی با چنین پیوند تاریخی عمیقی با فیزیک نور، فوق‌العاده ارزشمند است».
نظریه جدید بر حفره‌های نشت انرژی پر از بسته‌های کوانتومی نور متکی است و پیش‌بینی می‌کند که نیمه‌های ذرات در لبه‌های چنین پلت فرم مصنوعی ظاهر می‌شوند.
برای تأیید اینکه فوتون‌ها می‌توانند در این شکل تقسیم شده غیرقابل تصور وجود داشته باشند، هنوز یک آزمایش آزمایشگاهی مورد نیاز است. برخلاف ساختارهای عظیمی که برای شناسایی بوزون معروف هیگز ساخته شده‌اند، آزمایشی برای شناسایی نیمه‌های فوتون می‌تواند با استفاده از فناوری موجود یا کوتاه‌مدت روی میز انجام شود.
به گفته تیم تحقیقاتی، این تحقیق راه را برای کشف فازهای جدید و عجیب و غریب از ماده و نور نشان می دهد. پیش‌بینی چگونگی اعمال این یافته‌ها دشوار است، اما بوزون مایورانا می‌تواند از محاسبات کوانتومی، حسگرهای نوری و تقویت‌کننده‌های نور پشتیبانی کند.
ویولا می‌گوید: «برای اینکه بتوانیم این کشف را انجام دهیم، باید باورهای دیرینه را به چالش می‌کشیدیم و واقعاً خارج از چارچوب فکر می‌کردیم. ما چیزی را که قبلاً تصور می‌شد غیرقابل تقسیم است، تقسیم کرده‌ایم، و هرگز به نور به یک شکل نگاه نمی‌کنیم.»
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید