Вчені сповільнили світло в 10 000 разів під час експерименту

13-02-2024 11:39
news-image

Вчені вже встановили, що світло можна уповільнити у певних умовах, а нове дослідження демонструє метод, який обіцяє стати одним із найкорисніших. Дослідники з Університету Гуансі та Китайської академії наук у Китаї стверджують, що їх метод може принести користь у розробці обчислювальної техніки та оптичного зв'язку.

У вакуумі світло рухається лише з однією швидкістю — 299 792 кілометри на секунду. Однак якщо на його шляху виникнуть електромагнітні поля, як, наприклад, поля, що оточують матерію, ця швидкість почне падати.

Більшість прозорих матеріалів уповільнює світло, але ненабагато. Саме зміна його швидкості призводить до заломлення світла при переході з одного середовища до іншого. Але щоб дійсно загальмувати світло, потрібні спеціальні матеріали, наприклад, фотонні кристали або навіть переохолоджені квантові гази.

"Ми вважаємо, що наша робота відкриває зовсім новий напрямок для реалізації надміцних взаємодій світла і матерії в нанофотонних чіпах", - пишуть дослідники у своїй опублікованій роботі.

Новий метод заснований на так званій електромагнітно-індукованій прозорості (EIT), коли за допомогою особливих лазерних технік електрони маніпулюють усередині газу, що зберігається у вакуумі, перетворюючи його з непрозорого на прозорий.

Дослідники взяли на озброєння деякі принципи EIT в управлінні світлом та розробили новий матеріал для уповільнення світла. Цей матеріал є своєрідною метаповерхнею — синтетичною двовимірною структурою з властивостями, не схожими на жодну з існуючих у природі.

Метаповерхні, створені командою, були виготовлені з дуже тонких шарів кремнію, і виявилися набагато кращими за існуючі варіанти утримання та вивільнення енергії (в даному випадку — світла).

Згідно з результатами, отриманими дослідниками, у цій системі світло може бути уповільнене більш ніж у 10 000 разів. При цьому його втрати знижуються більш ніж у п'ять разів, порівняно з іншими аналогічними методами.

Ключовим моментом у новому підході є спосіб розташування найдрібніших будівельних блоків метаповерхні, відомих як мета-атоми. В даному випадку вони розташовані досить близько, щоб зливатися один з одним, що, своєю чергою, впливає на те, як світло обробляється при проходженні через нього.

Источник: internetua