Čínskym vedcom sa podarilo spomaliť svetlo viac než 10-tisíckrát
Nová štúdia našla spôsob, ako drasticky spomaliť rýchlosť svetla, čo môže nájsť uplatnenie v rôznych oboroch.
Rýchlosť svetla vo vákuu je takmer 300-tisíc km/s a výskumníci preukázali, že nič nedokáže túto rýchlosť prekonať. Neznamená to však, že svetlo nemôže ísť pomalšie.
V skutočnosti svetlo cestuje pomalšie v hocijakom inom médiu, ktoré nie je vákuum. Znamená to, že ide pomalšie cez atmosféru, vodu alebo sklo. Výskumníkom z Číny sa podarilo v rámci nového výskumu spomaliť rýchlosť svetla o viac ako 10-tisíc násobok, informuje portál Science Alert. Ich nová metóda by mohla pomôcť v odboroch výpočtovej techniky a optickej komunikácie.
Ako sme už spomenuli, ak svetlo prechádza transparentným materiálom, jeho rýchlosť sa spomalí len o malý zlomok. Ak chcú vedci dosiahnuť výraznejšie zmeny, musia použiť špeciálne kryštály alebo kvantové plyny, podchladené na teploty blížiace sa absolútnej nule. Nová metóda spomalenia svetla stavia na elektromagneticky indukovanej transparentnosti (EIT). Ide o mimoriadne šikovný laserový trik, ktorý manipuluje s elektrónmi v plyne uloženom vo vákuu. V podstate tento plyn premení z nepriehľadného na priehľadný.
V praxi to znamená, že laserové svetlo dokáže plynom prejsť, no vzhľadom na spôsob, akým bol plyn upravený, sa svetlo spomaľuje. Výskumníci tým dokážu dosiahnuť mimoriadne zaujímavú fyzikálnu situáciu. Jednou nevýhodou je fakt, že počas tohto procesu svetlo stráca množstvo energie. Autori novej štúdie našli spôsob, ako minimalizovať stratenú energiu. Ich práca sa zakladala na niektorých poznatkoch z procesu EIT, no výskumníci navrhli nový materiál na spomalenie svetla. Tým materiálom je takzvaný “metapovrch”, 2D štruktúra s vlastnosťami, s akými sa nikde v prírode nestretneme.
Spomalenie najrýchlejšej veci vo vesmíre
Metapovrch autori štúdie vytvorili z mimoriadne tenkých vrstiev kremíka, ktorý sa používa aj v počítačových čipoch. Ukázalo sa, že tento materiál ponúkol vedcom oveľa lepšie možnosti čo sa týka toho, ako ukladali a uvoľňovali energiu získanú zo svetla.
Neprehliadnite
Autori štúdie dokázali pomocou vyššie popísaného materiálu spomaliť svetlo o viac ako 10-tisíc násobok. Zároveň svetlo stratilo päťkrát menej energie, než strácalo pri porovnateľných metódach. Vysvetľujú, že kľúčom k úspechu práce bolo to, ako sú meta-atómy povrchu rozmiestnené. V materiáli sa nachádzali dosť blízko na to, aby sa spojili, čo ovplyvnilo spôsob akým svetlo prechádza materiálom.
Proces odohrávajúci sa v materiáli je výsledkom komplexnej fyziky. V praxi však táto metóda vedcom umožňuje lepšie kontrolovať to, ako svetlo cestuje. Získané poznatky budú môcť vedci uplatniť v rôznych odvetviach, od optickej komunikácie až po kvantové počítače. Zároveň autori vysvetľujú, že svetlo by sa dalo teoreticky spomaliť ešte viac. Práve preto považujú tento smer výskumu za mimoriadne dôležitý a budú sa mu venovať aj naďalej. Uvidíme, k akým záverom dospejú budúce štúdie a experimenty.
Komentáre