Tudományos áttörés: Kínai tudósoknak sikerült lelassítaniuk a fényt

2024.02.19. – A Glasgow-i Egyetem fizikusai érdekes tézissel álltak elő évekkel ezelőtt: úgy gondolták, hogy a fény lassítható. Az izgalmas feltevést arra alapozták, hogy véleményük szerint el lehet azt érni, hogy a fény A-pontból B-pontba hosszabb idő alatt jusson el, mint normál körülmények között. A Nano Letters című tudományos lapban a Kínai Tudományos Akadémia olyan módszert mutatott be, ami az eddigi leghatékonyabb megoldásnak tűnik erre a célra. A tudósok úgy gondolják, hogy az optikai kommunikáció, valamint a számítástechnika fejlődésében lehet hasznos az áttörés.

A metafelület csodája

A világűrben másodpercenként 299 792 kilométert tesz meg a fény. Ennek köszönhető, hogy a Nap és a Föld között lévő 150 millió kilométeres távolságot a Napból érkező fény 8,3 perc alatt teszi meg. – írja a témában a HVG. Ám arra jöttek rá, hogy ha a fény útját egy elektromágneses mező keresztezi, a fény sebessége csökken. A legtöbb átlátszó anyag kis mértékben lassítja a fényt, de az is, amikor egyik közegből a másikba lépve a fény elhajlik. Az igazán szignifikáns lassulásra viszont speciális eszközökre, mint például fotonikus kristályra, vagy szuperhűtött kvantumgázokra van szükség.

A kínai kutatók új módszere az elektromágnesesen indukált transzparenciára (EIT) épül, ami a vákuumban lévő átlátszatlan gázokat átlátszóvá változtatja. Így tehát a gázon áthalad a lézer, azonban közben lassítja is azt. A folyamat során továbbá fény és az energia egy része is elvész. Hogy csökkentsék ezt a fajta a veszteséget, az EIT néhány alapelvére építve létrehoztak egy új anyagot a fény lassítására. Ez egy úgynevezett „metafelület” lett, ami azt jelenti, hogy nincsen ehhez hasonló tulajdonságokkal rendelkező anyag a természetben. A kétdimenziós felületet szilíciumrétegek alkotják, a mérések alapján pedig úgy tűnik, a fény több mint 10 000-szeresére lassulhat ebben a rendszerben. Ilyesmit viszont még korábban nem tudtak produkálni speciális környezetben sem a tudósok. Ami még izgalmasabbá teszi a tanulmányt, hogy az eredmények szerint az energia és fény veszteség ötödére zsugorodott a más rendszerekben tapasztalható veszteséghez képest.

A kutatásnak köszönhetően a jövőben jobban szabályozhatóvá válhat a fény, ezzel pedig új lehetőségeknek nyithatnak kapukat a tudósok.