by Gaisma vienmēr ir bijusi simbols ātrumam un enerģijai. Tā pārvietojas ar iespaidīgu ātrumu – aptuveni 300 000 kilometru sekundē, un šķietami nekas to nevar apturēt. Tomēr 2001. gadā fiziķe Lene Hau ar savu komandu no Hārvarda universitātes pierādīja, ka iespējams ne tikai palēnināt gaismu, bet pat pilnībā to apturēt un pēc tam atkal atbrīvot. Šis eksperiments radīja apvērsumu fizikā un pavēra jaunas iespējas kvantu tehnoloģijās.
Kā zinātnieki apturēja gaismu?
Lai saprastu, kā gaisma var tikt “iesaldēta”, jāiedziļinās kvantu fizikas pasaulē. Eksperiments balstījās uz Bose-Einšteina kondensāta (BEC) izmantošanu – tas ir īpašs matērijas stāvoklis, kas rodas, kad atsevišķi atomi tiek atdzesēti līdz temperatūrai, kas ir tikai nedaudz virs absolūtās nulles (-273,15°C).
Lai panāktu gaismas apstāšanos:
- Zinātnieki atdzesēja nātrija atomus līdz ārkārtīgi zemai temperatūrai, izveidojot Bose-Einšteina kondensātu.
- Viņi laida caur šo kondensātu vāju gaismas impulsu un vienlaikus manipulēja ar vidi, izmantojot kontroles lāzeru, kas ietekmēja atomu mijiedarbību ar gaismu.
- Kad kontroles lāzers tika izslēgts, gaisma faktiski pazuda, jo tās enerģija un informācija tika “ieslodzīta” atomu sistēmā.
- Kad kontroles lāzers tika atkal ieslēgts, gaisma turpināja savu ceļu, it kā nekas nebūtu noticis.
Šis process pierādīja, ka informācija, kas atrodas gaismā, var tikt uzglabāta matērijā un vēlāk atkal atjaunota.
Kāpēc tas ir nozīmīgi?
Šis eksperiments pavēra jaunas durvis gan teorētiskajā fizikā, gan praktiskajā pielietojumā.
Kvantu datori un komunikācija – ja gaismu iespējams apturēt un uzglabāt, tas varētu tikt izmantots kā kvantu atmiņa, kas ir būtiska nākotnes tehnoloģijām.
Informācijas pārsūtīšana bez zaudējumiem – šāda tehnoloģija varētu veicināt bezzaudējumu datu pārsūtīšanu, kas padarītu interneta un sakaru sistēmas efektīvākas.
Gaismas balstīti datori – pašreizējie elektroniskie datori izmanto elektronu kustību, bet gaismas signāli ir simtiem reižu ātrāki, kas varētu ļaut nākotnes datoriem darboties gandrīz ar gaismas ātrumu.
No zinātniskās fantastikas līdz realitātei
Ja vēl pirms dažiem gadu desmitiem doma par iesaldētu gaismu šķita kā zinātniskā fantastika, šis eksperiments pierādīja, ka fizikā iespējami pat visneticamākie sasniegumi. Tas ir tikai sākums – nākotnē šāda tehnoloģija varētu mainīt gan datoru industriju, gan mūsu izpratni par informācijas pārraidi.
Šī atklājuma pamatā ir ne tikai teorētiski pieņēmumi, bet arī reāli eksperimenti, kas soli pa solim ved uz jaunu tehnoloģisko revolūciju.
Gaisma ir viens no vislielākajiem Visuma noslēpumiem – un tagad mēs esam iemācījušies to ne tikai kontrolēt, bet arī apturēt. Kas būs nākamais?
