Фізики впіймали і заморозили... світло
300 ТИСЯЧ КМ/C
Євген ГУЛЕВИЧ
Учені-фізики, які займаються квантовою оптикою, навчилися маніпулювати найбільшою швидкістю на світі: їм вдалося сповільнити проміння світла до повної зупинки, потримати його так протягом 1 мілісекунди і знову “відпустити”. Результати такого дослідження можуть призвести до революції у створенні квантової швидкісної комп’ютерної техніки та абсолютно захищених квантових систем зв’язку, дослідження яких останнім часом так стрімко розвиваються.
Експериментом займалися дві незалежні одна від одної групи дослідників із Кембриджа – з Гарвардського університету та Гарвардського Смітсонівського центру астрофізики. Доктор Лене Вестергаард Хау з університету два роки тому здивувала весь науковий світ, коли їй вдалося сповільнити рух світла до 60 км/год., а в минулому році – до
1,6 км/год. І от нарешті світло зупинили зовсім.
Ці експерименти описані в останніх номерах Nature i Physical Review Letters. Фізики виходили з того факту, що навіть ця незбагненна для розуму швидкість під час проходження світла крізь певні прозорі матеріали, наприклад, крізь скло чи воду, завдяки ефекту заломлення “гаситься” ще більше.
Експериментатори вирішили збільшити опір швидкості в якійсь речовині, таким чином доводячи ефект сповільнення до логічного завершення. Вони пропустили світло крізь камеру зі спеціальним ультрахолодним газом, температура якого була лише на кілька мільйонних градуса вищою за абсолютний нуль, що складається з магнітно замкнених атомів натрію. А позаяк такий газ є непрозорим, експериментатори спрямували в нього когерентне випромінювання лазера – й отримали прозорість. Потім пустили імпульсне лазерне випромінювання (цей процес уже відомий під назвою “вимушена електромагнітна прозорість”). І тоді здивовані вчені, вимкнувши когерентний лазер, побачили, як швидкість проміння зменшилася у двадцять мільйонів разів – і врешті-решт проміння імпульсного лазера зупинилося на шляху крізь газову хмару. Структура лазерного імпульсу залишалася буквально “замороженою”. А після ввімкнення когерентного лазера імпульсне проміння знову почало рухатися, не втративши жодної частки інформації, яку несло.
Щодо застосування результатів цього дивовижного ефекту в майбутньому (в так званих високих технологіях), то теоретично квантові комп’ютери, інформація в яких зберігається у вигляді атомів, можуть працювати значно швидше із застосуванням можливостей уповільнення, а квантовий зв’язок у принципі не можна перехопити або підслухати. Річ у тім, що фотони є найшвидшими і найкращими носіями інформації. Наразі використовується мікроскопічна частка їхніх можливостей, наприклад, у світловодах, хоча навіть цього виявилося достатньо, щоби здійснити справжню революцію у телекомунікації.
|
|
