فیزیکدانان آمریکایی توانستند سرعت نور را بشکنند!

به گزارش سلام نو به نقل از فرارو، مهلاتو نوشت: همه ما با قانون معروفی آشنا هستیم که می گوید سرعت اطلاعات در فضای خالی محدود است که همان سرعت نور است. این 300000 کیلومتر (186000 مایل) در ثانیه است. اگرچه بعید است فوتون ها هرگز این محدودیت سرعت را بشکنند، دانشمندان می گویند خواص نور وجود دارد که با قوانین یکسانی عمل نمی کند.

فیزیکدانان می گویند که اگرچه دستکاری این ویژگی ها هنوز توانایی ما برای سفر به ستاره ها را افزایش نمی دهد، اما می تواند راه را برای کلاس کاملاً جدیدی از فناوری لیزر هموار کند. فیزیکدانان در ایالات متحده نشان داده اند که تحت شرایط خاص، امواجی که از گروه های فوتون تشکیل شده اند، می توانند سریعتر از نور حرکت کنند.

مدتی است که محققان با محدود کردن سرعت پالس‌های نور سخت و سریع بازی می‌کنند و با استفاده از مواد مختلف مانند گازهای سرد اتمی، کریستال‌های انکسار و فیبرهای نوری، سرعت آنها را افزایش داده و حتی آنها را به حالت توقف مجازی رسانده‌اند.

اما به طرز شگفت انگیزی، سال گذشته محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا و دانشگاه روچستر در نیویورک آن را به صورت توده های داغ ذرات باردار دستکاری کردند و سرعت امواج نور در پلاسما را به حدود یک دهم سرعت نور تنظیم کردند.

سرعت فوتون توسط شبکه ای از میدان های الکتریکی و مغناطیسی به نام الکترومغناطیس در جای خود قفل می شود. هیچ راهی برای دور زدن آن وجود ندارد، اما پالس های فوتون در فرکانس های باریک نیز به گونه ای نوسان می کنند که امواج منظمی ایجاد می کنند.

صعود و سقوط موزون گروه‌های کامل امواج نور با سرعتی که به عنوان سرعت گروهی توصیف می‌شود از ماده عبور می‌کند و این «موج» بسته به شرایط الکترومغناطیسی اطراف آن را می‌توان برای کاهش یا افزایش سرعت تغییر داد.

با جدا کردن الکترون‌ها از جریانی از یون‌های هیدروژن و هلیوم با لیزر، محققان توانستند سرعت گروهی از پالس‌های نوری که توسط منبع نور دیگری ارسال می‌شد را تغییر دهند و با تنظیم دریچه گاز آنها را ترمز یا هدایت کنند. ارتباط. از منظر نظری، این آزمایش به فیزیک پلاسما کمک خواهد کرد و محدودیت‌های جدیدی را برای دقت مدل‌های فعلی تعیین می‌کند و از منظر عملی، این خبر خوبی برای فناوری‌های پیشرفته است.

در اینجا لیزرها، به ویژه لیزرهای فوق قدرتمند، برنده بزرگی خواهند بود. لیزرهای قدیمی بر مواد نوری جامد متکی هستند که در اثر انرژی زیاد آسیب می بینند.

استفاده از جریان های پلاسما برای تقویت یا تغییر خواص نور می تواند این مشکل را حل کند، اما برای استفاده حداکثری از آن، واقعاً باید خواص الکترومغناطیسی آنها را مدل کنیم. تصادفی نیست که آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور می خواهد ماهیت نوری پلاسما را درک کند، زیرا این آزمایشگاه خانه برخی از چشمگیرترین فناوری لیزر در جهان است.

لیزرهای قدرتمندتر چیزی است که ما برای طیف گسترده ای از کاربردها، از بهبود شتاب دهنده های ذرات تا بهبود فناوری همجوشی خالص، به آن نیاز داریم. این دستاورد ممکن است به ما کمک نکند سریعتر در فضا سفر کنیم، اما این اکتشافات ما را به سمت آینده ای که همه آرزوی آن را داریم سوق می دهد. نتایج این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.