Jácint, Réka, Hetény2019. augusztus 17., szombat
Tudomány

Lestoppolták a fényt – egy magyar állította a csapdát?

2003.12.12.Admin
National Geographic Magyarország

Egyfajta fénycsapdával sikerült megállítani egy lézersugarat. A Harvard Egyetem és egy moszkvai kutatóintézet kísérleteiben több ország kutatói vettek részt.

Amerikai és orosz tudósok együttműködéseként – amelyben talán egy szlovákiai magyar is részt vett – sikerült megállítani a fényt. Mindez egy különleges és szenzációs kísérlet eredménye, amelyről a különböző lapok egészen más-más hangsúllyal számolnak be.

A német lapok, például a Die Welt, Lene Vestergaard Hau szerepét emelik ki az ügyben, akinek már 1999-ben sikerült lelassítania a fényt. Az amerikai Harvard Egyetemen dolgozó Hau a vákuumban másodpercenként 299.000 kilométeres sebességgel száguldó sugarat az abszolút nulla fok közeli hőmérsékleten lévő nátrium gázban másfél kilométer/órás sebességre fékezte le. Vagyis a fénysebességről a sétáló ember gyorsaságára lassította a sugarat.

Világrekordok dőltek meg

Hau kísérletében nem csak a nátrium gáznak volt szerepe: a kutatónő két sugarat alkalmazott: az egyik lézerrel a nátrium atomokat gerjesztette azért, hogy a másikat átengedjék (különben a gáz elnyelte volna a sugárzást). Az is fontos volt azonban, hogy a sugarat úgy engedjék át, hogy az közben le is lassuljon. Hau kísérlete több évig világrekordnak számított, két évvel ezelőtt azonban Mihail Lukin szintén Harvardon lévő laboratóriumában és Hau másik kutatóműhelyében egyidőben sikerült teljesen megállítani és továbbengedni a fényt.

Ezek a két évvel ezelőtti kísérletek szintén két fénysugárral operáltak: egyszerre engedték őket a gázra, majd az úgynevezett kontrollsugarat kikapcsolták (ez gerjesztette a gáz atomjait), így az úgynevezett szignálsugár számára a gáz azonnal áthatolhatatlanná vált. Így a gáz elnyelte a szignált, atomjai pedig gerjesztett állapotba kerültek, hiszen a fény energiája – az energiamegmaradás törvénye értelmében – nem veszhetett el. Viszont amikor újra bekapcsolták a kontrollt, akkor a gerjesztett atomok „leadták” a fényenergiát, és tovább engedték az új szignálsugarat.

Nem ugyanaz a sugár

A két évvel ezelőtti kísérletekben tehát még nem ugyanaz a szignálsugár hagyta el a gázt, mint amelyik „belement”. A mostani, legújabb felfedezés viszont, amely három tudós, Mihail Lukin, Michal Bajcsy és Alekszandr Zibrov nevéhez fűződik, viszont már ugyannak a fénysugárnak a megállítását és továbbengedését jelenti – írja a BBC. Bajcsy keresztneve egyébként szlovák hangzású, családi neve viszont magyarosan hangzik, tehát a PhysicsWeb internetes újságnak nem biztos, hogy igaza van abban, hogy csak orosz és amerikai tudósok vettek részt a kísérletekben. (A Harvard Egyetemen működő Lukin-csoport tagjainak listáját tekintve a csoportban izraeli, arab, kínai, svéd, indiai, francia és orosz nevek egyaránt előfordulnak.)

A legújabb felfedezésről egyébként Michal Bajcsy nyilatkozott a legtöbb újságnak, miután a Nature című tudományos lapban az ő és társai közleményeként jelent meg a legfrissebb cikk. A Bajcsyék által leírt kísérlet a PhysicsWeb internetes újság szerint az elektromágnesességgel indukált transzparencia elvén alapul. Ez azt jelenti, hogy az elektromágneses úton gerjesztett gáz atomjai (a BBC szerint rubídium gázról van szó) átláthatóvá válnak a fénysugár számára.

Újdonság: három sugár és az interferencia

Bajcsyék ötlete azért újdonság, mert kísérletükben ugyanazt a sugarat engedi tovább a gáz, amelyet befogadott, miután a gáz atomjai nem a fénysugarat nyelik el, hanem csak azok tulajdonképpeni „holografikus lenyomatát” tárolják, nem a fénysugár fotonjait. Mindezt két egymással szemben a gázba eresztett kontroll-lézersugár segítségével érték el a tudósok. Tették ezt azért, mert ezek a sugarak olyan interferenciát hoznak létre, amelyek csapdába ejtik a gyenge szignálsugarat, amely azután „sértetlenül” távozhat a gázból. Bajcsyék tehát nem két, hanem összesen három sugarat alkalmaztak kísérletükben. E kísérletben, amikor lekapcsolják a kontrollsugarat, a szignálsugárnak csak a holografikus, vagy ahhoz hasonló lenyomata marad meg a rubídium atomokon, nem vesznek el a fotonok a gázban.

Michal Bajcsy a PhysicsWebnek erről a két kontrollsugár által alkotott interferencia-mintázatról elmondta: ez a struktúra parányi tükrök sokaságaként ide-oda veri vissza a fényt, és így tulajdonképpen foglyul ejti, befagyasztja, csapdába ejti a szignálsugarat. A kis tükrökön megmarad a szignál holografikus lenyomata, de nem a fotonok „ragadnak bele” a rubídium atomokba. Ha a kontrollsugarakat lekapcsolják, akkor a szignálsugár viszont szabadon távozhat a gázból.

A számítástechnikában is alkalmazható az ötlet

A kísérlet nyomán a fizikusok azt állítják, hogy az eddiginél nagyobb fokú kontrollt tudnak gyakorolni a fény fölött, és ez az optikai távközlésben, a kvantumszámítógépek kialakításakor és az egyetlen fotonnal való kísérletezések során is nagy előrelépést eredményezhet.

Az új metódust egyébként nemcsak Mihail Lukin harvardi kutatócsoportjában fejlesztették ki, hanem az amerikai egyetem együttműködött az orosz Lebegyev Kutatóintézettel is.

Hozzászólások

Új módszert keresnek a rakéták újrahasznosítására

Új módszert keresnek a rakéták újrahasznosítására

Sok riválisához hasonlóan a Rocket Lab is elkezd kísérletezni a rakéták első fokozatának újrahasznosításával.

Megalkották a világ legvékonyabb aranylemezét

Megalkották a világ legvékonyabb aranylemezét

Az elképzelhetetlenül vékony aranyréteg kiváló katalizátorként funkcionálhat majd ipari vagy orvosi alkalmazásban.

Késhet az európai Mars-misszió

Késhet az európai Mars-misszió

Egy teszt során jelentkező hiba miatt késhet az ESA és a Roszkozmosz közös Mars-projektje, az Exomars.

Új típusú atomreaktorral hódíthatjuk meg a Marsot

Új típusú atomreaktorral hódíthatjuk meg a Marsot

Éveken belül kész lehet az az új típusú atomreaktor, melyet a Holdra vagy a Marsra telepíthetnek majd.

A túlsúly növeli a rák kockázatát

A túlsúly növeli a rák kockázatát

Egy nemzetközi kutatócsoport eredményei szerint, a véltél legalább kétszer jobban növeli a rák kockázatát az elhízás és a tartós túlsúly.

National Geographic 2019. augusztusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

8 220 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket