Fizikai užšaldė šviesąFizikai išmoko žongliruoti su šviesa. Jie sugeba sulėtinti ją iki pėsčiojo greičio, sustabdyti, o po to vėl paleisti didžiausiu iš gamtoje sutinkamų greičių. Ir svarbiausia, darydami visa tai jie nepraranda nei trupinėlio šviesos pernešamos informacijos. Dviejuose paskutiniųjų žurnalų "Nature" ir "Physical Review Letters" numeriuose aprašytuose eksperimentuose šviesos impulsas, lekiantis 300 tūkst. km/h greičiu, patenka į rubidžio arba natrio atomų pripildytas kameras ir ten staiga sustoja. Pradžioje tas impulsą buvo nusidriekęs per keletą kilometrų. Kai jo priekis įlekia į kamerą ir ima staiga lėtėti, impulso galas vis dar skrieja beprotišku greičiu. Po to visas impulsas susitraukia iki centimetrų, todėl jau nesunkiai sutelpa eksperimentinėje kameroje. Kuomet jis jau kameroje ir juda taip greitai, kaip į medų patekusi musė, fizikai, kontroliuojantys šį eksperimentą, dar labiau apsunkina jo judėjimą. Galiausiai impulsas yra išvis sustabdomas.Maždaug po vienos milisekundės, kuri mikropasaulyje yra tolygi amžinybei, impulsas vėl "atitirpinamas". Išlekia iš kameros ir greitai vėl lekia šviesai prideramu greičiu. Ir, nežiūrint į visas su juo atsitikusias peripetijas, yra lygiai toks pat, kaip buvo pačioje pradžioje. Vienas dalykas yra tikras - šviesos fotonai yra pačios greičiausios ir geriausiai tinkančios informacijos pernešimui dalelės, bet jas saugoti yra neišpasakytai sunku. Dėl tos priežasties iki tol teišnaudota tik labai nedidelė jų galimybių dalis, pavyzdžiui, šviesolaidžiuose, bet ir tai atvedė prie tikros revoliucijos telekomunikacijose. Ką apie šviesos impulsų sustabdymą pasakytų Einšteinas? Argi jo sukurtoji specialioji reliatyvumo teorija kategoriškai netvirtina, kad šviesos greitis yra pastovus? Taip, bet tik vakuume. Kai šviesa sklinda medžiaga, ji gali judėti lėčiau. Tą faktą apibūdina kiekvienai medžiagai būdingas parametras - lūžio rodiklis. Kuo didesnis lūžio rodiklis, tuo labiau sulėtėja šviesa. Bet tuo pačiu metu, medžiagos, labiau stabdančios šviesos judėjimą, atomai ją ir labiau sugeria. Tokia medžiaga yra neskaidri šviesai, o šviesos judėjimas joje darosi panašus į bandymus braidžioti sirupe. Jei sirupas pasidarys labai tankus, bet koks judėjimas darosi neįmanomas. Dviejose Kembridžo miesto (JAV) laboratorijose pavyko suderinti ugnį ir vandenį - rasti terpes, kurios būtų ne tik "optiškai tankios", bet ir pakankamai skaidrios. Lenos Hau grupė iš Rowlando instituto "sirupu" pasirinko iš iki mažiau nei vienos milijoninės laipsnio dalies virš absoliutinio nulio atšaldytų natrio atomų debesėlį, o fizikai iš Smitsono astrofizikos centro užpildė savo kamerą rubidžio atomų garais, esančiais 70-90oC temperatūroje. Normaliomis sąlygomis abi šios dujos yra neskaidrios. Bet tai galima pakeisti. Pakanka apšviesti dujas kitu - valdymo šviesos pluošteliu, kuris tankiame atomų "sirupe" paskirtų kelią signalo impulsui - tam, kurį norime sulėtinti. Tai yra vadinamasis indukuotasis skaidrumas. Valdantysis pluoštelis elgiasi kaip apsauginiai, skinantys kino žvaigždei kelią per gerbėjų minią. Bet jeigu tie sargybiniai staiga imtų ir dingtų - valdantysis lazeris būtų išjungtas -, prasiskverbti per minią pasidarytų neįmanoma. Tuo ir buvo grindžiami abu eksperimentai. Šviesos impulsas buvo netikėtai pagaunamas į spąstus. Bet paaiškėjo, jog atomai fotonų nesugėrė, nes šitaip impulsas būtų neatkuriamai sunaikintas. Visa impulso sandara buvo įrašoma atomų struktūroje. Mokslininkai tikisi, kad jų būdas tiks ateities įrenginiams, pavyzdžiui, kvantiniams kompiuteriams. Kvantiniai bitai arba kubitai bus šviesos impulsai. Teorija rodo, kad tokie kompiuteriai galės susidoroti su labai sudėtingais uždaviniais. D.F.Philips et al, "Storage of light in atom vapor", Phys.Rev.Lett., 86, 783 (2001)
|
|