Обычный свет — как толпа на площади: каждый фотон движется сам по себе, сталкиваясь и разлетаясь. Но в некоторых средах фотоны, как свора собак, начинают бежать вместе — группируются. Учёные создали лазер на случайном волокне, где световые частицы собираются в особенно плотные стайки. Это явление называется сверхгруппировкой фотонов.
Внутри волокна свет рассеивается на неоднородностях, и при определённых условиях фотоны перестают быть независимыми. Меняя мощность накачки, исследователи управляли степенью группировки — от почти одиночек до тесных групп, где в одном импульсе оказывалось в десятки раз больше фотонов, чем обычно. Такое поведение связано с фазовыми переходами в световом поле — как вода превращается в лёд, так и свет переходит в новое состояние с иной статистикой.
Практическая польза — в визуализации. Учёные использовали сверхгруппированный свет для «призрачной» съёмки во времени: вместо обычной картинки они восстанавливали форму светового импульса, посылая на детектор лишь малую часть фотонов. Чем сильнее группировка, тем меньше измерений требуется для чёткого результата. Это обещает более быстрые и чувствительные методы в оптической сенсорике и квантовой оптике.
Степень группировки фотонов в этом лазере достигала 26 — это как если бы в очереди вместо одного человека в среднем стояло сразу 26.
В романе «Свет» М. Джона Харрисона квантовые эффекты искривляют реальность — здесь же сверхгруппировка света помогает видеть невидимое.