Αναζήτηση
< |
|
Ερευνητές ανακοίνωσαν πως επιβράδυναν το φως μέχρι που το σταμάτησαν τελείως,
το αποθήκευσαν και μετά το απελευθέρωσαν σαν να ήταν ένα συνηθισμένο σωματίδιο
ύλης. Το επίτευγμα συνιστά ορόσημο καθώς, με τη χαλιναγώγηση για πρώτη φορά
της ταχύτερης και πιο αιθέριας μορφής ενέργειας, μπορούμε να
συνειδητοποιήσουμε στην πράξη έννοιες που ήταν έως τώρα θεωρητικές περί
μεγάλης αύξησης της ταχύτητας των ηλεκτρονικών υπολογιστών και ασφάλειας των
επικοινωνιών.
Δύο ανεξάρτητες ομάδες φυσικών πέτυχαν το αποτέλεσμα, η μία με επικεφαλής τη
Λένε Βέστεργααρντ Χάου του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και του Ινστιτούτου
Φυσικών Επιστημών Ρόουλαν στο Κέμπριτζ της Μασαχουσέτης και η άλλη με
επικεφαλής τον Ρόναλντ Ουόλσγουορθ και τον Μιχαήλ Λούκιν του Κέντρου
Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, επίσης στο Κέμπριτζ.
Το φως κινείται υπό κανονικές συνθήκες στον χώρο με ταχύτητα 300.000
χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Συνηθισμένα διαφανή μέσα, όπως το νερό, το γυαλί
και ο κρύσταλλος, επιβραδύνουν ελαφρώς το φως, μια επίδραση που προκαλεί τη
διάθλαση των ακτινων του φωτός, κάτι που επιτρέπει στους φακούς να εστιάζουν
εικόνες και στα πρίσματα να παράγουν φάσματα.
Χρησιμοποιώντας ένα συγγενές, αλλά πολύ ισχυρότερο φαινόμενο, η ομάδα
Ουόλσγουορθ-Λούκιν πρώτα επιβράδυνε και μετά σταμάτησε το φως σε ένα μέσο που
αποτελείτο από ειδικά κατασκευασμένα δοχεία αερίου. Στο μέσο αυτό, το φως
έγινε όλο και αχνότερο καθώς επιβραδυνόταν και μετά σταμάτησε. Διοχετεύοντας
ένα δεύτερο φως μέσα από το αέριο, η ομάδα μπόρεσε ουσιαστικά να αναζωογονήσει
την αρχική, ακινητοποιημένη δέσμη.
Η δέσμη στη συνέχεια έφυγε από τον θάλαμο έχοντας σχεδόν την ίδια μορφή,
ένταση, και τις άλλες ιδιότητες που είχε όταν μπήκε. Τα πειράματα, τα οποία
διεξήγε η Χάου, πέτυχαν ανάλογα αποτελέσματα με παρόμοιες τεχνικές.
«Ουσιαστικά το φως κολλάει στο μέσο και δεν μπορεί να βγει μέχρι να το
επιτρέψουν οι ερευνητές», δήλωσε ο Σεθ Λόιντ, καθηγητής Μηχανολογίας στο
Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης. «Ποιος θα πίστευε ότι θα μπορούσαμε
να κάνουμε το φως να σταθεί ακίνητο;». Πρόσθεσε πως οι μεγαλύτερες συνέπειες
του επιτεύγματος θα διαπιστωθούν στους κβαντικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές
και στην κβαντική επικοινωνία. Και οι δύο έννοιες βασίζονται στην ικανότητα
του φωτός να μεταφέρει τις αποκαλούμενες κβαντικές πληροφορίες, με χρήση
σωματιδίων που μπορούν να υπάρχουν ταυτόχρονα σε πολλές θέσεις ή καταστάσεις.
Οι κβαντικοί ηλεκτρονικοί υπολογιστές μπορούν να πραγματοποιήσουν ορισμένες
πράξεις πολύ ταχύτερα από τις υφιστάμενες συσκευές· οι κβαντικές επικοινωνίες
δεν μπορούν ποτέ να υποκλαπούν. Σε αμφότερα τα συστήματα, το φως χρειάζεται
για να σχηματισθούν ευρέα δίκτυα ηλεκτρονικών υπολογιστών. Αλλά αυτές οι
συνδέσεις είναι δύσκολες χωρίς προσωρινή αποθήκευση του φωτός, ένα πρόβλημα
που η νέα έρευνα μπορεί να βοηθήσει να λυθεί. Η εργασία των Ουόλσγουορθ,
Λούκιν και τριών συνεργατών τους Ντέιβιντ Φίλιπς, Ανέτ Φλαϊσχάουερ και Αλόις
Μάιρ, όλοι από το Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν θα δημοσιευτεί στο τεύχος της 29ης
Ιανουαρίου της επιθεώρησης «Physical Review Letters».
Η κ. Χάου, επικαλούμενη περιορισμούς που επιβάλλει η επιθεώρηση «Nature», όπου
θα δημοσιευτεί η εισήγησή της, αρνήθηκε να συζητήσει λεπτομερώς την εργασία
της. Πριν από δύο χρόνια ωστόσο, η «Nature» δημοσίευσε περιγραφή της εργασίας
της κ. Χάου, στο πλαίσιο της οποίας επιβράδυνε το φως μέχρι μια ταχύτητα
περίπου 61 χλμ. την ώρα, με σύστημα που περιελάμβανε δέσμες φωτός οι οποίες
περνούσαν από παγωμένο αέριο νάτριο.
Οι Ουόλσγουορθ και Λούκιν αναφέρουν τη νέα δουλειά τής Χάου στο κείμενό τους,
λέγοντας ότι πέτυχε τα τελευταία αποτελέσματά της χρησιμοποιώντας ένα αναλόγως
παγωμένο αέριο. Ο Λούκιν ανέφερε την προηγούμενη δουλειά της, την οποία η Χάου
έφερε εις πέρας σε συνεργασία με τον Στίβεν Χάρις του Πανεπιστημίου του
Στάνφορντ, ως έμπνευση για τα νέα πειράματά του.
Αυτά τα πειράματα κάνουν το επόμενο βήμα, σταματώντας τελείως την εξάπλωση του
φωτός. «Καταφέραμε να το κρατήσουμε εκεί και μετά να το αφήσουμε να φύγει, κι
αυτό που βγαίνει είναι το ίδιο που βάλαμε μέσα», λέει ο Ουόλσγουορθ. «Είναι
λοιπόν σαν μια παγωμένη φωτογραφία».
Ο Ουόλσγουορθ, ο Λούκιν και η ομάδα τους επιβράδυναν το φως με μια αέρια μορφή
του ρουβιδίου, ενός αλκαλικού μεταλλικού στοιχείου.
«Σημαντικό επίτευγμα», λένε οι Έλληνες καθηγητές
«Πρόκειται για ένα σημαντικό επίτευγμα βασικής έρευνας», τονίζει ο κ.
Ευάγγελος Γαζής, από τον Τομέα Φυσικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.
«Μπορεί οι επιστήμονες να βρίσκονται ακόμη στη φάση των ερευνών, όμως η
ανακάλυψη αυτή θα δώσει νέα ώθηση στις επιστήμες της Κβαντικής Φυσικής και των
Ηλεκτρονικών Υπολογιστών. Η εμπορική εφαρμογή και τα αποτελέσματα της
ανακάλυψης μπορεί να μην είναι άμεσα, θα προκύψουν όμως πολύ σύντομα, καθώς
και οι δύο αυτές επιστήμες εξελίσσονται με ταχύτατους ρυθμούς».
Ο καθηγητής Θεωρητικής Φυσικής στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης κ.
Γιώργος Γούναρης θεωρεί κρίνοντας από τις λίγες πληροφορίες που έγιναν
γνωστές ότι πρόκειται περισσότερο για ένα τεχνολογικό παρά για επιστημονικό
επίτευγμα. «Το να καταφέρουμε να σταματήσουμε μια δέσμη φωτός δεν είναι κάτι
που ακούμε για πρώτη φορά. Θεωρητικά γνωρίζαμε ότι μπορούμε να το επιτύχουμε
και πολύ περισσότερο θα έλεγα ότι το είχαμε καταφέρει όταν διοχετεύαμε μια
τέτοια δεσμίδα μέσα από υπεραγώγιμα υλικά, τα οποία έχουν πολύ χαμηλές
θερμοκρασίες, δηλαδή κάτι περισσότερο από 200 βαθμούς Κελσίου». Ο κ. Γ.
Γούναρης, εξηγώντας την άποψή του για «τεχνολογικό επίτευγμα», διευκρινίζει
ότι οι Αμερικανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν αυτή τη φορά μη υπεραγώγιμα υλικά
στα οποία όμως είχαν καταφέρει να τούς αυξήσουν για κάποιο χρονικό διάστημα το
δείκτη διάθλασης ώστε να επιβραδυνθούν πάρα πολύ τα σωματίδια που αποτελούν το
φως, δηλαδή τα φωτόνια.
Εδώ και δεκαετίες είναι γνωστό από την Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας πως τα
φωτόνια όταν ταξιδεύουν στο κενό έχουν μηδενική μάζα. Όταν όμως αυτά
διέρχονται μέσα απο ένα περιβάλλον που υπάρχει κάποιο υλικό μέσο, τότε τα
φωτόνια αποκτούν μάζα και αυτό τα κάνει να επιβραδύνουν την ταχύτητά τους.
LINKS:
* http://cfa-www.harvard.edu/Walsworth/index.html
* http://dailynews.yahoo.com/h/ap/20010118/sc/stoppinglight3.html
