Oamenii de știință au încetinit lumina de 10.000 de ori, arătând că imposibilul devine posibil în fizica modernă

În domeniul fizicii, unde lumina nu este doar o forță de iluminare, ci un purtător de informații și energie, cercetătorii depășesc continuu granițele a ceea ce înțelegem despre comportamentul ei, astfel că această forță a naturii a fost încetinită de către cercetători de 10.000 de ori în cadrul unui experiment.

Printre activitățile cercetătorilor științifici, căutarea de a încetini lumina a fost un subiect de fascinație și explorare de zeci de ani. Acum, un studiu revoluționar realizat de oamenii de știință de la Universitatea Guangxi și de la Academia Chineză de Științe din China a dezvăluit o metodă care promite să revoluționeze capacitatea noastră de a controla lumina și interacțiunile acesteia cu materia.

Lumina, în starea sa naturală, călătorește cu o viteză uluitoare de aproximativ 299.792 de kilometri pe secundă prin vidul spațiului. Cu toate acestea, atunci când se confruntă cu obstacole precum câmpurile electromagnetice generate de materia obișnuită, viteza acesteia începe să scadă. În timp ce majoritatea materialelor transparente au capacitatea de a încetini ușor lumina, reducerile semnificative ale vitezei necesită substanțe specializate, cum ar fi cristalele fotonice sau gazele cuantice super-răcite.

Tehnica inovatoare prezentată în studiu se bazează pe conceptul de transparență indusă electromagnetic (EIT), un fenomen care utilizează manipularea laser pentru a face gazul opac la lumina stocată într-un vid. Prin transformarea eficientă a gazului din opac în transparent, lumina laser îl poate traversa, deși într-un ritm redus. În timp ce această manipulare îi intrigă pe fizicieni, are ca rezultat și pierderi substanțiale de energie, necesitând îmbunătățiri ale eficienței.

Abordând această provocare, cercetătorii au valorificat principiile EIT pentru a dezvolta un material nou capabil să încetinească lumina, reducând în același timp pierderile de energie. Acest material, cunoscut sub numele de metasuprafață, reprezintă o structură sintetică, bidimensională, cu proprietăți de neegalat în natură. Construite din straturi subțiri de siliciu asemănătoare cipurilor de calcul moderne, aceste metasuprafețe au prezentat caracteristici superioare de reținere și eliberare a energiei în comparație cu alternativele existente.

Lumina a fost încetinită în viteză în cadrul unui experiment

Cheia inovației constă în aranjarea precisă a componentelor fundamentale ale metasuprafeței, denumite meta-atomi. Poziționând acești meta-atomi în imediata apropiere, ei fuzionează efectiv, modificând în mod fundamental trecerea luminii prin material. Rezultatul acestei manipulări complicate este un control îmbunătățit asupra propagării luminii, oferind implicații promițătoare pentru diferite domenii care se bazează pe tehnologiile bazate pe lumină.

În mod remarcabil, rezultatele studiului indică faptul că lumina poate fi încetinită de peste 10.000 de ori folosind acest sistem, reducând în același timp pierderea de lumină de peste cinci ori în comparație cu metodele convenționale. Această realizare marchează un progres semnificativ în capacitatea noastră de a manipula lumina la scară nanometrică, deschizând ușile către o multitudine de aplicații potențiale.

De la domeniul internetului în bandă largă până la frontiera calculului cuantic, controlul precis asupra fluxului de lumină deține un potențial imens de transformare a tehnologiilor existente și de catalizare a dezvoltării altora noi. Deși există metode alternative pentru încetinirea luminii, scalabilitatea și eficacitatea acestei abordări o poziționează ca o cale promițătoare pentru explorare și rafinare ulterioară, potrivit Science Alert.