Joseph Norman
0 
1485
23
Lyset beveger seg raskt. Det er liksom hele lyspunktet, i det minste slik folk flest tenker på det. Lys skyter gjennom de 93 millioner milene mellom Jorden og solen på bare 8 minutter, det bærer informasjon over hele verden nesten øyeblikkelig, og toppfarten på 186.000 miles per sekund (300.000 kilometer / s) viser seg å være den absolutte fartsgrensen av hele universet.
Men det er noen fysikere som er interessert i å snu den egenskapen med lys på hodet, og bremse den langt ned. Og i en ny artikkel, publisert 3. januar i tidsskriftet Physical Review Letters og på arXiv, viste et team av forskere at det kunne lages lys for å stoppe absolutt på visse "eksepsjonelle punkter."
Dette er ikke den første teknikken forskere har kommet frem til for å bremse lyset. Tilbake i 2001 viste et papir som ble publisert i tidsskriftet Nature (og forklart i The New York Times) at det kan legges inntrykk på lys på superkjølte atomer på en slik måte at det kommer til et fullstendig stopp - for så å jogge med en annen lyspuls inn fortsetter på sin lystige vei. [De 18 største uoppklarte mysteriene i fysikk]
Men teknikken beskrevet i dette 3. januar-papiret er ikke avhengig av superkjølte atomer eller påtrykk av lys. I stedet er det avhengig av noen morsomme påfunn om hvordan bølger - inkludert lysbølger - oppfører seg under de uvanlige omstendighetene til "eksepsjonelle punkter."
Et eksepsjonelt punkt er et sted der to komplekse bølgelengdemønstre som speiler hverandre møtes - flettes sammen til det ene mønsteret eller det andre, avhengig av hvilken vei de reiser.
La oss bryte det ned:
Du har kanskje hørt at lys er en bølge, og det er en god sjanse for at du forestiller deg det som en ganske enkel bølge, som denne:
Men virkeligheten er at bølger i den virkelige verden - enten de er laget av lys, lyd eller kvantevibrasjoner - er mye rikere og mer komplekse tredimensjonale former som endres kontinuerlig, i henhold til egenskapene til beholderen de beveger seg gjennom.
Ved å stille inn egenskapene til beholderen akkurat slik, har forskere funnet ut hvordan man kan kollapse en kompleks bølge i speilet. Dette fenomenet skjer på eksepsjonelle punkter, eller punkter rundt hvilke bølger viser eksepsjonell sære oppførsel. Brann en lysstråle og speilet tvilling gjennom punktet en vei, og begge deler vil se ut som den originale lysstrålen. Fire dem gjennom den andre veien, og begge deler vil se ut som speilbølgen.
I denne artikkelen viste forskerne at teoretisk sett kunne egenskapene til det eksepsjonelle punktet og lysstrålene være innstilt på en slik måte at lyset ville slutte å bevege seg helt på dette eksepsjonelle punktet. Endre egenskaper og lysstråler igjen, så vil lyset fortsette på sin lystige måte.
I lang tid mente forskere at eksepsjonelle punkter var rent teoretiske begreper. Men tilbake i 2010 klarte forskere å bygge en i den virkelige verden ved å skyte mikrobølger gjennom en spesialbygget metallboks, noe som fikk bølgemønstrene til å bla fra en modus til en annen.
Forskere har ennå ikke bygget et lysstoppende eksepsjonelt punkt i den virkelige verden - og det gjenstår å se om noen vil gjøre det. I en uttalelse fra teamet bak den lettstoppende eksepsjonelle poengoppgaven sa forskerne at deres neste trinn er å finne ut om lignende eksepsjonelle punkter kan stoppe andre slags bølger, som lyd, i sporene deres.
Underveis, skrev teamet i denne artikkelen, forventer de at økningen i forskningen på eksepsjonelle punkter vil bidra til å løse viktige problemer innen kvantemekanikk, og peker vei mot nye teknologier som er avhengige av å bøye og forme bølger.