เมื่อกล่าวถึงแสงแล้วนั้นเรามักจะนึกถึงสิ่งที่คอยส่องสว่างทำให้เราได้เห็นสิ่งต่างๆในชีวิตประจำวัน แต่ในทางฟิสิกส์แล้ว เราพบว่าแสงสามารถมีพฤติกรรมแบ่งออกได้เป็นสองลักษณะคือเป็นคลื่นและอนุภาค โดยจะเรียกอนุภาคของแสงว่าโฟตอน (Photon)เนื่องจากในทางฟิสิกส์นั้น คลื่นสามารถประพฤติตัวเหมือนอนุภาคเมื่ออยู่ในสภาวะใดสภาวะหนึ่ง ในทางตรงกันข้ามอนุภาคก็แสดงสมบัติของคลื่นได้เช่นกัน (เรียกว่าเป็นคุณสมบัติทวิภาคของคลื่น-อนุภาค) โดยในปี 2013 ที่ผ่านมาได้มีนักวิจัยประสบความสำเร็จในการรวมอนุภาคโฟตอนสองตัวเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดเป็นสถานะใหม่ของสสารขึ้นมาได้ แต่ในการศึกษานั้นก็ยังไม่สิ้นสุดลงเมื่อนักวิจัยพยายามที่จะเพิ่มความซับซ้อนในการรวมกันของโฟตอนให้มากขึ้นไปอีก

โดยทั่วไปแล้วเรามักจะพบว่าโมเลกุลบางชนิดสามารถรวมตัวกันได้มากกว่า 2 เช่นโมเลกุลของออกซิเจน (O2) ที่สามารถรวมตัวกับโมเลกุลของออกซิเจนเพิ่ม และกลายเป็นโอโซน (O3) แต่ในขณะเดียวกันโมเลกุลของสารบางชนิดก็ไม่สามารถรวมตัวได้เกิน 2 โมเลกุล จึงเป็นที่มาของคำถามว่าเราสามารถรวมอะตอมของโฟตอนเข้าด้วยกันได้มากกว่า 2 ตัวหรือไม่ ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้นักวิจัยได้ทำการลดอุณหภูมิของอะตอมรูบิเดียม (Rb: Rubidium) ให้เข้าใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์มากที่สุด(ศูนย์องศาสัมบูรณ์ = -273.15 องศาเซลเซียส) เพื่อให้อะตอมของธาตุรูบิเดียมมีพลังงานน้อยที่สุด ส่งผลให้มันมีการเคลื่อนที่เพียงเล็กน้อยโดยมีจุดประสงค์ที่จะใช้กลุ่มหมอกของอะตอมรูบิเดียมเป็นสถานที่ในการรวมตัวกันของโฟตอน จากนั้นนักวิจัยจะทำการยิงแสงเลเซอร์กำลังต่ำซึ่งภายในประกอบไปด้วยอนุภาคโฟตอนจำนวนมากลงไปในหมอกของอะตอมรูบิเดียมที่อุณหภูมิเย็นจัด ซึ่งสิ่งที่พวกเขาพบหลังจากที่อนุภาคโฟตอนผ่านออกมาจากอะตอมของรูบิเดียมคือ โฟตอนเหล่านั้นเกิดการรวมตัวเข้าด้วยกันเป็นอนุภาคโฟตอน 3 ตัว

เมื่ออนุภาคโฟตอนเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในกลุ่มหมอกของอะตอมของรูบิเดียมที่ถูกลดลงจนเข้าใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์ อนุภาคเหล่านั้นจะมีพฤติกรรมที่จะเคลื่อนที่เข้าหากันเพื่อเพิ่มพลังงานให้กับตัวพวกมัน เนื่องจากในสภาวะที่อุณหภูมิต่ำมากๆพลังงานจลน์ (พลังงานในการเคลื่อนที่) ของอนุภาคจะลดลงจนเกือบเข้าใกล้ศูนย์ ซึ่งในการเคลื่อนที่เข้าหากันของโฟตอน ก็มีโอกาสที่โฟตอนจะรวมตัวกันเองได้ด้วยแรงทางไฟฟ้า โดยจะเราเรียกอนุภาคที่รวมตัวกันว่าอนุภาคโพลาลิตอน (polaritons) ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่อุณหภูมิเย็นจัดหรือเข้าใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์เท่านั้นและจากผลการศึกษาในครั้งนี้นอกจากนักวิจัยจะประสบความสำเร็จในการรวมอนุภาคของแสงเข้าด้วยกันถึง 3 ตัวแล้วนั้น อนุภาคโพลาลิตอนที่ได้มายังสามารถแสดงสมบัติของแสงในมุมมองของอนุภาคออกมาได้ด้วย จึงถือได้ว่าอนุภาคโพลาลิตอนของโฟตอน 3 ตัวเป็นรูปแบบใหม่ของแสงเลยทีเดียว

ที่มา http://www.iflscience.com/physics/physicist-have-created-a-new-form-of-light-that-can-interact-like-atoms/

เรียบเรียงโดย @MrVop