Учени успяха да спрат и пуснат отново светлината

Учени успяха да спрат светлината, да я превърнат в материя и след това отново в светлина. Това се случи в университета Харвард в лаборатория по квантова механика. Изследователите направиха малък пулс в спирането на светлината, променяйки групата на атомите от една в друга, и след това пуснаха отново светлината да продължи по пътя си в първоначалния ѝ вид.

Експериментите в Харвард са извършени чрез използване на законите на квантовата механика, които определят поведението на атомите. Те са предложени от Алберт Айнщайн през 20-те години във време, когато е било технически невъзможно да се докаже дали гениалният учен е бил прав или не.

Резултатите, публикувани в списание Nature, са поразителни, като се има предвид колко трудно е да се демонстрира подобен опит и какви биха били потенциалните приложения. Когато видели резултатите, отначало някои учени дори не повярвали на очите си. Експериментът показва, че науката влиза в състояние на безпрецедентен контрол на кохерентна светлина и материални вълни.

За да накарат светлинните лъчи да скочат от един облак в друг, екип от физици в Харвард нагорещиха с лазер облак от атоми, който е бил дълбоко замразен в бавно движещо се състояние, познато като кондензат на Бозе–Айнщайн. Пулсът на светлината, съставена от фотони, бил забавен от 300 000 км/сек на 20 км/час, а после и оставен в застой, казва ръководителят на екипа професор Лин Вестeргаард Хау.

Според Хау, информацията на пулса била съхранена в замръзналия, гъст облак, което е феномен, добре известен на учените. А когато лазерът е бил изключен, светлинният пулс направил отпечатък „като холограма”. Това, което се е получило, е абсолютно перфектно копие на светлинния пулс, но в материална форма, казва професорката.

А после, с един истински „квантов скок”, трансформираните фотони, влезли в съседния кондензат, затъмняват разстояние от около милиметър, където се появява отново оригиналното светлинно поле. Според авторите на експеримента, данните се прехвърлят от един облак на следващ, защото оптичният пулс е превърнат във вълна от пътуваща материя.

Тези експерименти обещават много технологични ползи. ИТ революцията дълго време е резултат от напредъка в намаляването на размера на силициевите чипове. Производителността се удвоява на около всеки 18-24 месеца, по известния закон на Мур. Но процесът на смаляване бързо доближава атомната скала, което ще изисква напълно нова технология.

Една от целите на квантовата информация, използваща фотони, е да изгради мрежа. А за мрежата са нужни възли и преносители, поясняват учените. В случая, фотоните служат за преносители на квантова информация, а атомите са идеални за съхранение и извършване на процеси, т.е. те са възлите.

Хау отбеляза, че когато фотоните са трансформирани в материя, те по-лесно се манипулират. Можеш да вземеш материята, да я сложиш на рафта и да я държиш там за известно време, обяснява професорката.

Освен това, овладяването на „материалните вълни” и побирането им в атоми ще направи възможно и конструирането на ултра точни атомни часовници, детектори за гравитация и интерферометри, използвани за измерване на ротации и ускорения.