Общий подход, работы над которым шла в течение нескольких десятилетий, заключается в использовании адаптированных оптических импульсов для изменения формы электронных облаков атомов и молекул. Группа исследователей из Университета Тьюлейн в Новом Орлеане расширили эту идею. Они выяснили, как применить импульсные лазеры к твердым и сыпучим материалам, переписав обычные законы, управляющие тем, как свойства веществ определяются их химическим составом и структурой. По словам одного из ученых, квантовое управление позволяет сделать «почти что угодно похожим на практически что угодно».
Между тем, другие исследователи уже использовали световые импульсы, чтобы вызвать сверхпроводимость — способность проводить электричество без сопротивления — в материалах, которые в обычных условиях такими свойствами не обладают. Но, возможно, реальный потенциал этой техники намного шире. Теоретически, возможности кажутся ограниченными только нашим воображением. На практике ограничения могут быть связаны с тем, насколько хорошо мы можем понимать и контролировать взаимодействие света и материи.
С помощью оптически индуцированного преобразования можно заставить один тип атома (например, натрия) оптически имитировать другой (например, рубидий).
Будущие лазерные алхимики не смогут превратить любое вещество во что угодно – ограничения все-таки существуют. Михаэль Фёрст, физик из Института структуры и динамики материи имени Макса Планка в Гамбурге, Германия, считает, что при определенных условиях можно вызвать поведение, которое потенциально уже существует в материале. «Мы не можем имитировать реакцию материала, если его вообще не существует», — сказал он. «Должно быть что-то в равновесных свойствах — может быть, при другой температуре, давлении или в магнитном поле, скажем, — когда материал уже обладает свойством, которое вы ищете».
Таким образом вместо того, чтобы превращать свинец в золото, исследователи пробуждают особую реакцию, подобную золоту, у чего-то, что есть и всегда остается свинцом. Таким образом, индуцированная светом сверхпроводимость — которую Фёрст изучал экспериментально — заключается не в том, чтобы создать сверхпроводимость с нуля, а в том, чтобы сделать ее возможной при более высоких температурах, чем это было бы возможно в противном случае.
Кристиана Кох из Свободного университета Берлина, работающая над методами квантового управления для систем многих частиц, считает, что для того, чтобы действительно изменить материал на фундаментальном уровне, а не заставить его поверхностно имитировать конкретную реакцию, исследователям придется проделать еще очень много работы. Для этого потребуются очень интенсивные управляющие лучи, чтобы сила задействованных электромагнитных полей могла соперничать с внутренними силами, формирующими внутреннюю электронную структуру. Может быть, это и возможно, однако, будет не легко.