Naukowcy spowolnili światło. Chińczycy ogłaszają przełom technologiczny

Chińscy naukowcy opracowali nowy materiał, który pozwala spowolnić rozchodzenie się światła 10 tys. razy. Nowe badania mają przynieść korzyści w dziedzinie komunikacji optycznej i obliczeń kwantowych.

Wszyscy dobrze wiemy, że prędkość światła w próżni wynosi 299 792 km/s (w przybliżeniu słynne 300 tys. km/s). W innych ośrodkach może ono rozchodzić się z mniejszą prędkością. Jeśli światło będzie przechodzić przez inny materiał, jego prędkość zostanie spowolniona.

Większość przezroczystych materiałów spowalnia światło w bardzo niewielkim stopniu. Większe różnice wymagają zastosowania specjalnych materiałów lub nawet schłodzonych gazów kwantowych.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Naukowcy z Uniwersytetu w Guangxi i Chińskiej Akademii Nauk opracowali innowacyjną metodę, która pozwala dużo bardziej spowolnić światło - nawet 10000-krotnie. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Nano Letters.

Nowa metoda bazuje na tak zwanej przezroczystości indukowanej elektromagnetycznie (EIT - electromagnetically induced transparency), która wykorzystuje sprytne sztuczki laserowe do manipulowania elektronami wewnątrz gazu przechowywanego w próżni.

Światło lasera może przechodzić przez ośrodek, ale równocześnie mocno spowalnia. Opracowana metoda wiąże się jednak ze zmniejszeniem ilości światła i energii.

Aby zmniejszyć te straty i poprawić wydajność całego systemu, naukowcy wykorzystali niektóre zasady EIT w kontrolowaniu światła i zaprojektowali nowy materiał spowalniający światło. Materiał ten jest rodzajem metapowierzchni - syntetycznej, dwuwymiarowej struktury o właściwościach niespotykanych w naturze. Metapowierzchnie z okazały się znacznie lepsze pod względem sposobu utrzymywania i uwalniania energii.

Według opublikowanych badań, światło może zostać spowolnione ponad 10 000 razy. Co ważne, naukowcy równocześnie 5-krotnie zmniejszyli utratę światła w porównaniu z innymi, podobnymi metodami.

Nowe badania rewolucjonizują tematykę kontroli rozchodzenia się światła. Skuteczność i skalowalność badań sprawiają, że jest to obiecująca opcja do dalszych eksperymentów. Odkrycie może mieć wpływ na wiele rozwiązań technologicznych - od szerokopasmowego Internetu po obliczenia kwantowe.

"Przewidujemy, że nasza praca zapewnia zupełnie nowy kierunek realizacji ultra silnych interakcji światło-materia w chipach nanofotonicznych" - piszą naukowcy w opublikowanym artykule.