A tudósok már megállapították, hogy bizonyos forgatókönyvek mellett 10 XNUMX-szeresére is lelassítható a fény, és egy új tanulmány egy olyan módszert mutat be ennek elérésére, amely a mai napig az egyik leghasznosabb megközelítésnek ígérkezik. Az áttörés mögött álló kutatók, a Guangxi Egyetem és a Kínai Tudományos Akadémia kutatói szerint módszerük hasznos lehet a számítástechnika és az optikai kommunikáció terén.
Az űrben áthaladó fény egyetlen sebességgel mozog – 299 792 km/s. De ha sok, a közönséges anyagot körülvevő elektromágneses mező megjelenik az útjában, ez a rendkívüli sebesség lassulni kezd. A legtöbb átlátszó anyag egy kis töredékével lassítja a fényt. A sebesség változása az, ami miatt a fény meghajlik, amikor egyik közegből a másikba kerül. A valódi fékezéshez azonban speciális anyagokra van szükség, például fotonikus kristályokra vagy akár túlhűtött kvantumgázokra.
"Úgy gondoljuk, hogy munkánk teljesen új irányt nyit a fény és az anyag ultra-erős kölcsönhatásának megvalósításában nanofotonikus chipekben" - írják publikált cikkükben a kutatók. Az új módszer az úgynevezett elektromágnesesen indukált transzparencián (EIT) alapszik, amely a vákuumban tárolt gáz belsejében lévő elektronok ügyes lézeres manipulációját alkalmazza – lényegében átlátszatlanból átlátszóvá alakítva azt.
Ez azt jelenti, hogy a lézerfény áthatol rajta, de a manipulálása miatt le is lassul. Ez nagyon érdekessé teszi a fizikusok számára, de ez a megközelítés azt is jelenti, hogy sok fény és energia vész el az út során. E veszteségek csökkentése és a teljes rendszer hatékonyságának javítása érdekében a kutatók átvették az EIT néhány alapelvét a fényszabályozásban, és új anyagot fejlesztettek ki a fény lassítására. Az anyag egyfajta metafelület - szintetikus 2D-s szerkezet, amelynek tulajdonságai nem hasonlítanak a természetben létezőhöz.
A csapat által kifejlesztett metafelületek nagyon vékony szilíciumrétegekből készültek – mint a modern számítógépes chipek –, és sokkal jobbak voltak a meglévő lehetőségeknél az energia megtartása és felszabadítása tekintetében (jelen esetben a fényből).
A kutatók által kapott eredmények szerint a fény ebben a rendszerben több mint 10 XNUMX-szer lassítható. Ugyanakkor a fényveszteség több mint ötszörösére csökken más hasonló módszerekhez képest. Az új megközelítés kulcsa a metafelület legkisebb építőkövei – az úgynevezett metaatomok – elrendezése. Ebben az esetben lényegében elég közel vannak ahhoz, hogy összeolvadjanak, ami viszont befolyásolja a fény feldolgozását, amikor áthalad rajtuk.
Ennek az összetett tudománynak a végeredménye a fény terjedésének jobb ellenőrzése. Mivel a fény kulcsszerepet játszik a szélessávú internettől a kvantumszámítástechnikáig mindenben, sok lehetséges alkalmazás létezik. A tudósok nem az egyetlen módja annak, hogy tovább lassítsák a fényt, túl az olyan anyagokban előforduló természetes lassuláson, mint a víz, de hatékonysága és méretezhetősége ígéretes lehetőséget kínál a további kutatásokhoz.
Olvassa el még: