Šviesa sustabdyta minutei

Per šį laiką šviesa įprastai įveikia apie 18 milijonų kilometrų, arba daugiau nei 20 kartų iki Mėnulio ir atgal. Tikimasi pasiekimą pritaikyti kuriant visiškai saugią ilgų nuotolių komunikaciją.

„Viena minutė [šiuo atveju] yra ekstremaliai ilgas laiko tarpas, – sako optoelektronikos profesorius Tomas Krausas iš Didžiosios Britanijos Šv. Andriejaus universiteto. – Tai yra iš tiesų labai didelis žingsnis pirmyn.“

Vakuume šviesa keliauja beveik 300 milijonų metrų per sekundę greičiu. Fizikams dar 1999-aisiais pavyko ją sulėtinti iki vos 17 metrų per sekundę, o po dvejų metų – ir visiškai sustabdyti, tiesa, tik sekundės daliai. Anksčiau šiais metais mokslininkai, pasitelkę atvėsintus atomus, išlaikė šviesą sustojusią 16 sekundžių.

Kad įveiktų minutės barjerą, Vokietijos Darmštato universiteto specialistai paleido lazerio spindulį į matinį kristalą, kurio atomai per šį procesą perėjo į aukštesnę energijos būseną, vadinamą kvantine superpozicija, kai vienu metu jie gali būti dviejų skirtingų būsenų. Dėl to kristalas siaurame tam tikro dažnio spindulių ruože tapo permatomas. Tada mokslininkai į jį paleido antrą spindulį ir sustabdė jį kristale, išjungę pirmąjį spindulį, o kartu ir kristalo skaidrumą.

Šviesos išlaikymo terminas priklauso nuo to, kaip ilgai kristalas išlieka superpozicijos būsenoje. Ją galima pailginti magnetiniu lauku, tačiau tai apsunkina lazerio valdymą. Specialistai naudojo algoritmą ieškoti geriausioms magneto ir lazerio kombinacijoms, kol rado leidusią sustabdyti šviesą vienai minutei.

Kristalo spąstus fizikai taip pat naudojo saugoti, o vėliau susigrąžinti paveikslėliui iš trijų juostų. „Parodėme, kad šviesos spindulyje galima įspausti sudėtingą informaciją,“ – sako komandos vadovas Džordžas Hainze.

Dešimtis sekundžių trunkantys šviesos sustabdymai reikalingi kvantiniam retransliatoriui – kol kas tik teoriškai egzistuojančiam prietaisui, kuris persiuntinėtų šviesos fotonus, nepažeisdamas jų kvantinės būsenos. Ateities kvantinė komunikacija yra laikoma vienu iš absoliučiai saugių informacijos perdavimo būdų.

New Scientist

Nuotr. Ascension Crystals