Gyles Lewis
0 
3527
887
Licht beweegt snel. Dat is een beetje het hele punt van licht, tenminste de manier waarop de meeste mensen erover denken. Licht schiet in slechts 8 minuten door de 93 miljoen mijl tussen de aarde en de zon, het vervoert vrijwel onmiddellijk informatie over de hele wereld en de topsnelheid van 186.000 mijl per seconde (300.000 kilometer / s) blijkt de absolute snelheidslimiet te zijn van het hele universum.
Maar er zijn enkele natuurkundigen die geïnteresseerd zijn om die eigenschap van licht op zijn kop te zetten en het helemaal te vertragen. En in een nieuw artikel, gepubliceerd op 3 januari in het tijdschrift Physical Review Letters en op arXiv, toonde een team van onderzoekers aan dat het licht op bepaalde 'uitzonderlijke punten' tot een absolute stop kon worden gebracht.
Dit is niet de eerste techniek die wetenschappers hebben bedacht om licht te vertragen. In 2001 toonde een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature (en uitgelegd in The New York Times) aan dat licht zo op onderkoelde atomen kan worden afgedrukt dat het volledig tot stilstand komt - en vervolgens door een tweede lichtpuls in verder op zijn vrolijke weg. [De 18 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde]
Maar de techniek die in dit artikel van 3 januari wordt beschreven, is niet afhankelijk van onderkoelde atomen of het inprenten van licht. In plaats daarvan vertrouwt het op enkele grappige eigenaardigheden van hoe golven - inclusief lichtgolven - zich gedragen onder de ongebruikelijke omstandigheden van 'uitzonderlijke punten'.
Een uitzonderlijk punt is een plaats waar twee complexe golflengtepatronen die elkaar spiegelen elkaar ontmoeten - samenvloeien in het ene patroon of het andere, afhankelijk van de manier waarop ze reizen.
Laten we dat opsplitsen:
Je hebt misschien gehoord dat licht een golf is, en de kans is groot dat je je het voorstelt als een vrij eenvoudige golf, zoals deze:
Maar de realiteit is dat golven in de echte wereld - of ze nu gemaakt zijn van licht, geluid of kwantumvibraties - veel rijkere en complexere driedimensionale vormen zijn die constant veranderen, afhankelijk van de eigenschappen van de container waar ze doorheen bewegen..
Door de eigenschappen van de container precies zo af te stemmen, hebben wetenschappers ontdekt hoe ze een complexe golf in zijn spiegeltweeling kunnen laten vallen. Dit fenomeen doet zich voor op uitzonderlijke punten, of punten waarrond golven uitzonderlijk eigenzinnig gedrag vertonen. Vuur een lichtstraal en zijn spiegel tweeling door het punt in één richting, en beide zullen eruit zien als de originele lichtstraal. Vuur ze de andere kant op, en beide zullen eruit zien als de spiegelgolf.
In dit artikel toonden de wetenschappers aan dat, theoretisch, de eigenschappen van het uitzonderlijke punt en de lichtbundels zo kunnen worden afgestemd dat het licht op dit uitzonderlijke punt helemaal niet meer beweegt. Verander de eigenschappen en lichtstralen weer, en het licht zou zijn vrolijke weg vervolgen.
Wetenschappers dachten lange tijd dat uitzonderlijke punten puur theoretische concepten waren. Maar in 2010 waren onderzoekers in staat om er een te bouwen in de echte wereld door microgolven door een speciaal gebouwde metalen doos af te vuren, waardoor de golfpatronen van de ene modus naar de andere gingen..
Onderzoekers hebben nog geen uitzonderlijk lichtpunt in de echte wereld gebouwd - en het valt nog te bezien of iemand dat zal doen. In een verklaring van het team achter het document met uitzonderlijke punten dat licht stopt, zeiden de onderzoekers dat hun volgende stap is om erachter te komen of soortgelijke uitzonderlijke punten andere soorten golven, zoals geluid, in hun tracks kunnen stoppen..
Op de weg, zo schreef het team in dit artikel, verwachten ze dat het onderzoek naar uitzonderlijke punten omhoog gaat om belangrijke problemen in de kwantummechanica op te lossen en de weg te wijzen naar nieuwe technologieën die afhankelijk zijn van het buigen en vormen van golven..