Чтобы создать одномерный газ, исследователи использовали метод структурирования с высоким разрешением, адаптированный для отражающих поверхностей фотонного контейнера. Они нанесли прозрачный полимер на отражающие поверхности, создав микроскопически малые выступы, которые позволили захватывать фотоны в одном или двух измерениях и конденсировать их.

«Эти полимеры действуют как своего рода желоб, но в данном случае для света. Чем уже этот желоб, тем более одномерно ведёт себя газ», — объясняет Киранкумар Каркихалли Умеш (Kirankumar Karkihalli Umesh), ведущий автор исследования.

Исследователи обнаружили, что одномерные фотонные газы не имеют точной точки конденсации, в отличие от двумерных газов. Тепловые флуктуации, которые происходят в фотонных газах, разрушают порядок одномерных систем, так что различные области внутри газа больше не ведут себя одинаково.

«Теперь нам впервые удалось исследовать это поведение при переходе от двумерного к одномерному фотонному газу. Это фундаментальное исследование, но оно может открыть новые области применения квантовых оптических эффектов», — объясняет доктор Франк Вевингер (Frank Vewinger) из IAP.

Этот эксперимент имеет важное значение для понимания квантовых эффектов и поведения газов в ограниченном пространстве. Результаты могут быть использованы для разработки новых технологий, таких как квантовые компьютеры и квантовые коммуникационные системы.

«Это исследование показывает, что мы можем создавать и изучать экзотические состояния материи, которые раньше были недоступны», — говорит профессор доктор Георг фон Фрейман (Georg von Freymann) из RPTU.