Ki ne próbálta volna ki szívesen Luke Skywalkerrel együtt azt a fénykardot, amit Obi-Wan Kenobitól kapott a Tatooine-on? Nos, talán nem is annyira elérhetetlen ez – egy nemrég történt áttörésnek köszönhetően sokkal közelebb került hozzánk a lehetőség (az viszont biztos, hogy előbb lesznek fénykardok, mint hangok az űrben).

Atomi méretű fénykardok

Egy új halmazállapot felfedezése kecsegtet a jedik fegyverének kézzelfoghatóvá válásával. Az MIT és a Harvard közös kutatása még 2013-ban érte el a fotonok közötti kölcsönhatás indukálásával egy új halmazállapot létrejöttét. Az időközben eltelt öt évben sem pihentek az amerikai egyetemek kutatócsapatai. Ezúttal azonban nem csupán fotonpárokkal értek el eredményeket, hanem három fotonból álló csoportokkal sikerült kölcsönhatásba lépni, ami szintén teljesen új, fotonalapú anyagot eredményezett. Ismeretes, hogy a fény alaptermészetéből adódóan hullámként és részecskeként is viselkedhet; utóbbi tulajdonságát vizsgálták meg alaposan az amerikaiak.

És hogy miként lehet ebből fénykard? Nos, a "hagyományos" és a kutatók által előállított változat közötti különbség szinte egy az egyben leírja a jedik fegyverének működését. Míg, ha két zseblámpa fénye keresztezi egymást, látszólag semmi sem történik, a fotonok egymás mellett elhaladva nem lépnek egymással látványos kölcsönhatásba. A hármas fotoncsoportok viszont másként viselkednek, árulta el Vladan Vuletic, az MIT professzora, aki egyben a kutatás vezetője is.

Gyenge energiájú lézersugarat vezettek ultrahideg rubídiumatomokból álló sűrű felhőbe a kísérlet során. A közeg lehetővé tette a fotonok számára az egymás közötti kölcsönhatások létrejöttét, így párokba és hármas csoportokba szerveződtek. Tulajdonképpen atomi méretű fénykardokat hoztak létre.

Ráadásul, ami ebben a közegben történik, arra az érintett részecskék "emlékeznek" azután is, hogy elhagyták azt. Hiába történik a kölcsönhatás csupán a másodperc milliomod része alatt, a fotonok megőrzik felvett formájukat, azaz összetapadva maradnak. Ez a kötődés pedig nagyon hasznos lehet – hogy végre egy értelmes gyakorlati hasznát is nézzük a projektnek – a fejlett kvantum számítástechnikában.

Kvantumösszefonódás, kicsit másképp

"A fotonok nagyon gyorsan képesek nagy távolságok áthidalására, az emberiség ezért jó ideje használja már információátvitelre, például optikai kábeleken keresztül. Ha a fotonok egymást tudják befolyásolni, akkor összefonódás is kialakítható közöttük. Ezzel a módszerrel a kvantuminformáció érdekes és hasznos módon továbbítható" – foglalta össze Vuletic.

A kvantumszámítástechnika egyik legnagyobb rákfenéje ugyanis a kvantumösszefonódás fenntartása – hiába jön létre az a modern, kísérleti számítógépekben, nagyon érzékeny minden zajra és így könnyen meg is szűnik. Az MIT-Harvard közös módszere utat nyithat egy stabilabb megoldás felé.

Ehhez persze még sok kutatásra van szükség, melynek során a lehető legrészletesebben meg kell vizsgálni a fotonok egymással való kölcsönhatását. Ennek az eseménynek emberi irányítás alá vonásával pedig eljöhet a (közel) fénysebességgel zajló kommunikáció kora akár a lapkák belsejében is.