Poruka u svetlosnom zraku
Svetlost zarobljena, sačuvana, prebačena i obnovljena na drugom mestu u prvom uspešnom ogledu ove vrste na Univerzitetu Harvard (SAD). I sve neodoljivo podseća na mađioničarsku obmanu s tri karte!

Na prvi pogled sve podseća na poznatu varku s tri karte „sad je vidiš, sad je ne vidiš”. Fizičari sa Univerziteta Harvard (SAD) najpre su osvetlili gas, zatim učinili da svetlo iščezne i, na kraju, da ponovo iskrsne malo dalje, a da nisu izgovorili nijednu mađioničarsku brzalicu.

Prvi uspešan ogled ove vrste dokazao je jednu od temeljnih postavki kvantne mehanike – preplitanje na daljinu (quantum entanglement). Svetlosni snop koji putuje brzinom od oko 300.000 kilometara u sekundi, što je konačna brzina u vaseljeni, usporen toliko da je maltene mileo (na samo 61.000 kilometara na sat) u do sasvim ohlađenom oblaku natrijumovih atoma (oko dva miliona), potpuno je uništen i iznova uspostavljen.

Veština da se zarobi, sačuva, prebaci i otpusti zrak svetlosti koristiće se u budućim kvantnim ili optičkim računarima koji će poruke utiskivati u titraje svetlosti ili svetlosne čestice – fotone. Ispostavlja se da je tako svetlost preobraćena u materiju, što pomalo sluti na višestoletnu alhemičarsku žudnju da iz ma kojeg metala izliju zlato. Fizičari su, očigledno, sve vičniji u baratanju svetlom.

Po ugledu na čigre

Lene Vestergard Hau, koja je predvodila istraživače, još 1999. usporila je svetlosni zrak na maločas pomenutu brzinu (na 61.000 kilometara na čas) u oblaku od istih atoma ohlađenih gotovo do apsolutne nule. Na toj temperaturi, malčice iznad najniže moguće, oni su se zgusnuli u novo stanje materije – Boze-Ajnštajnov kondezat (BEC).

Dve godine docnije s drugom istraživačkom družinom (Harvard-Smitsonijen centar za astrofiziku) potpuno je zaustavila ili zamrzla svetlost postepeno isključujući laser. U tom času atomski oblak postao je neproziran, uzaptivši svetlosne titraje. Kada je laser ponovo uključen, zarobljena svetlost je izišla napolje.

Najnoviji rezultati su označili još jedan preokret: svetlosni titraj prebačen je u drugi oblak atoma (sve vreme pominjemo Boze-Ajnštajnov kondezat) i iznova je zasvetleo! Poduhvat je nedavno potanko obrazložen u uglednom naučnom časopisu „Priroda” (Nature). Iako je teorijski moguće, sasvim je nešto drugo to izvesti.

Lene Hau, Naomi Ginsberg i Šon Garner (sve troje sa Harvarda) koristili su postupak koji je osmišljen 2001. godine da bi utisnuli titraj (puls) laserskog svetla u gomilu natrijumovih atoma, ohlađenih na temperaturu tek 600 milijarditih delića stepena višu od apsolutne nule (apsolutna nula iznosi 273 Celzijusova stepena ispod nule)! Atomi su se pretvorili u oblik materije poznat pod nazivom Boze-Ajnštajnov kondenzat, za koju su drugi naučnici (američki i nemački) koji su je stvorili 2001. dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

Kada svetlosni metak (puls) pogodi atome, svojstva ovih čestica se prenesu u male treptaje (oscilacije) pozitivnog i negativnog naboja, veoma kratkog trajanja, koji se pomoću istog lasera može u nekima pretvoriti u dugotrajno obrtanje (rotacija). Drugim rečima, primoraju se na okretanje nalik čigrama.

Meksičko navijanje

Čim je laser isključen atomi su, zbog odskakanja iz zraka, počeli da lutaju i dalje noseći sa sobom poruke originalnog mlaza. Prethodni opiti potvrdili su da se, ako se izvor ponovo uključi pre nego što atomi odlutaju suviše daleko, uspostavlja svetlosni titraj (puls).

Naučnici iz SAD su stvorili dva Boze-Ajnštajnova kondenzata u naročitim uređajima, drugi su od prvog udaljili samo 160 mikrometara (mikrometar je hiljaditi delić milimetra). Pri tome su dopustili da nemirni (pobuđeni) atomi iz prvog odlutaju, a zatim su ih gađali laserskim zrakom. I tako su, u stvari, obnovili (rekonstrukcija) izvorni titraj (puls) svetla u pojavi koja zavisi od postojanja i nemirnih i mirnih atoma.

Podvig se zasniva, dakle, na dvojakoj osobini atoma da se – prema tumačenjima kvantne mehanike – istovremeno ponašaju i kao čestice i kao talasi. Zato se događa, u ovom našem (klasičnom) svetu nezamislivo, da jedna čestica u isti tren prođe kroz dve rupice na nekom zastoru. Zakleli biste se da je to nemoguće, iako je ko zna koliko puta u stvarnosti izvedeno!

Svaki atom ispoljava talasno svojstvo nezavisno od svojih suseda, podseća na gledaoce na utakmici koji nasumice dižu i spuštaju ruke. Ukoliko se, međutim, svi zajedno potpuno ohlade, odmah usklade kretanje po ugledu na meksičko navijanje u kojem posmatrači u talasima ustaju i sedaju.

Jednostavno rečeno, deluju povezano (ili dosledno) tako da se pokret (ili poruka) ne izgubi u slučajnom komešanju.

Stanko Stojiljković

Izvor: Politika