• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Światło zatrzymane na sekundę!

    08.01.2010. 12:10
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    W chmurze utworzonej z atomów sodu, schłodzonych do ekstremalnie niskiej temperatury, promień (impuls) światła zatrzymał się na ponad sekundę. Prędkość, z jaką światło przenikało przez chmurę sodu oszacowano na zaledwie 25 kilometrów na godzinę, informuje "Physical Review Letters".

    Jeszcze kilka miesięcy temu, stwierdzenie ucznia, iż biegnąc czy jadąc na rowerze można poruszać się szybciej od światła, skwitowane byłoby przez nauczyciela jedyną słuszną w takim wypadku oceną - niedostateczną. Przecież ogólnie wiadomo, że światło porusza się z niewyobrażalnie wielką prędkością około 300 tysięcy km/s, a dokładnie 299 792 458 m/s - prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej w próżni.

    Dziś już wiadomo, że światło w odpowiednich warunkach, przenikając przez chmurę utworzoną przez atomy sodu, schłodzone do bardzo niskiej temperatury (kondensat Bosego-Einsteina), może znacząco zwolnić, osiągając zadziwiająco niską prędkość 25 km/h!

    Eksperyment, podczas którego udało się zwolnić światło do 25 km/h przeprowadzony został przez naukowców z Uniwersytetu Harvard'a. Polegał on na oświetlaniu chmury, w skład której wchodziły atomy sodu światłem lasera, o odpowiednio dopasowanych do potrzeb eksperymentu parametrach fizycznych.Zmiany - na poziomie kwantowym - zachodzące wewnątrz chmury sodu spowodowały, iż wpadający promień światła w formie impulsu o długości około 1 kilometra "upakowywany" został w 20 mikrometrach (!) kondensatu Bosego-Einsteina. Dzięki temu światło zatrzymywane zostało w chmurze sodu na około półtorej sekundy. Czas ten jest niemal trzykrotnie dłuższy niż dotychczas odnotowany rekord wstrzymania promienia świetlnego - 600 ms.

    Według naukowców, nowe odkrycie nie może być na razie praktycznie wykorzystane, choć prowadzone są prace w kierunku utworzenia układu, który byłby wykorzystywany w informatyce i kryptografii.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Zmienna prędkość światła (VSL – variable speed of light), to koncepcja, zgodnie z którą prędkość światła w próżni oznaczana jako c, może nie być stała. W większości przypadków w fizyce materii skondensowanej, kiedy światło przechodzi przez ośrodek, jego prędkość fazowa jest mniejsza. Wirtualne fotony w pewnych rozważaniach w ramach kwantowej teorii pola mogą także podróżować z inną prędkością niż c na krótkich dystansach; jednak, nie wynika z tego, że cokolwiek może poruszać się szybciej od światła. Promień nadzwyczajny – w kryształach dwójłomnych jest to jeden z dwu promieni powstałych z rozdzielenia promienia światła padającego na taki kryształ. Charakteryzuje się anizotropią prędkości rozchodzenia się w krysztale (prędkość ta zależy od kierunku). Nie spełnia on prawa Snelliusa (np. może zmieniać kierunek nawet wówczas gdy światło pada prostopadle do powierzchni kryształu). Nie musi on leżeć w jednej płaszczyźnie z promieniem padającym (zob. płaszczyzna padania światła). Polaryzacja tego promienia jest równoległa do płaszczyzny głównej (płaszczyzny przechodzącej przez dany promień światła i przecinającą go oś optyczną). Promień taki oznacza się symbolem e (ang. extraordinary), ponieważ ma inne właściwości w porównaniu z promieniem zwyczajnym, który spełnia prawo Snelliusa. Dyspersja chromatyczna – w technice i telekomunikacji światłowodowej jest to zależność współczynnika załamania światła włókna światłowodowego od długości fali (częstotliwości), co oznacza zależność prędkości propagacji sygnału w światłowodzie od długości fali.

    Oś optyczna jest to kierunek w krysztale dwójłomnym, wzdłuż którego światło biegnąc porusza się z tą samą prędkością niezależnie od kierunku polaryzacji. Jest to związane z tym, że współczynnik przenikalności elektrycznej ε i współczynnik załamania światła n, są równe dla kierunków polaryzacji prostopadłych do osi optycznej. Jeśli światło porusza się wzdłuż osi optycznej nie następuje rozszczepienie wiązki światła na dwie – (promień zwyczajny i nadzwyczajny). Rozpraszanie światła (fal elektromagnetycznych), zjawisko oddziaływania światła z materią, w wyniku którego następuje zmiana kierunku rozchodzenia się światła, z wyjątkiem zjawisk opisanych przez odbicie i załamanie światła. Wywołuje złudzenie świecenia ośrodka.

    Prędkość nadświetlna — określenie dotyczące przemieszczania się obiektu fizycznego z prędkością większą niż prędkość światła. Prędkość warp – szybkość, z jaką porusza się statek kosmiczny używający fikcyjnego napędu warp, wymyślonego na potrzeby serialu Star Trek. Warp 1 to prędkość światła. Kolejne prędkości warp wzrastają w sposób nieliniowy.

    Linia D sodu, zwana też dubletem sodowym, to światło, które można traktować w pierwszym przybliżeniu jako światło monochromatyczne, o długości fali 589 nm. Soda – nazwa zwyczajowa szeregu popularnych substancji chemicznych, których głównym składnikiem jest któryś z następujących związków chemicznych sodu: węglan sodu, wodorowęglan sodu lub wodorotlenek sodu.

    Światłowodowa siatka Bragga (światłowodowy filtr Bragga lub filtr Bragga) to segment światłowodu o długości 1-10 mm, który odbija (zawraca) światło o określonej długości fali. Światło o innych długościach fali jest całkowicie przepuszczane. Takie selektywne odbicie zachodzi dzięki wykonanej w rdzeniu światłowodu strukturze będącej okresową zmianą współczynnika załamania światła. Siatka taka może działać jako filtr optyczny, który blokuje światło o jednej długości fali, oraz jako selektywne zwierciadło..

    Relatywistyczny efekt Dopplera – efekt Dopplera zachodzący dla światła. Podobnie jak w mechanice klasycznej, relatywistyczny efekt Dopplera prowadzi do zmiany mierzonej przez obserwatora częstotliwości fali (w tym przypadku elektromagnetycznej) względem częstotliwości emitowanej przez źródło. Aby zgodnie z mechaniką relatywistyczną obliczyć taką zmianę, konieczne jest uwzględnienie przewidywanych przez szczególną teorię względności efektów, takich jak dylatacja czasu. Relatywistyczny efekt Dopplera jest szczególnie zauważalny przy względnej prędkości źródła i obserwatora bliskiej prędkości światła w próżni.

    Tachion (z greckiego ταχύς tachýs – szybki, prędki) jest hipotetyczną cząstką elementarną, która porusza się z prędkością większą niż prędkość światła (zob. prędkość nadświetlna). Tachiony są często opisywane przez autorów fantastyki naukowej (występują między innymi w serii Star Trek). Nie ma jednak żadnego dowodu na istnienie tych cząstek. Horyzont zdarzeń − w teorii względności sfera otaczająca czarną dziurę lub tunel czasoprzestrzenny, oddzielająca obserwatora zdarzenia od zdarzeń, o których nie może on nigdy otrzymać żadnych informacji. Innymi słowy, jest to granica w czasoprzestrzeni, po przekroczeniu której prędkość ucieczki dla dowolnego obiektu i fali przekracza prędkość światła. I żaden obiekt, nawet światło emitowane z wnętrza horyzontu, nie jest w stanie opuścić tego obszaru. Wszystko, co przenika przez horyzont zdarzeń od strony obserwatora, znika.

    Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodku Kąt Plancka – kąt φp, o jaki obróci się źródło światła o promieniu r równym długości Plancka wysyłające dwa fotony w odstępie czasu Plancka t , przy czym punkt na okręgu o promieniu r, z którego wysyłane są fotony, porusza się w ruchu obrotowym z prędkością światła c i przebywa drogę l=rφp=ct, co daje φp=ct/r=1 rad.

    Dodano: 08.01.2010. 12:10  


    Najnowsze