Zaustavili i pokrenuli svjetlo



Znanstvenici su, u prvoj demonstraciji jedne od temeljnih postavki kvantne mehanike, pomoću oblaka super- hladnih atoma zaustavili, transportirali te ponovno pokrenuli puls svjetla.

Ovaj pokus pokazao je sve veću sposobnost fizičara da manipuliraju svjetlom. Znanstvenici kažu da mogućnost ovakve kontrole može biti korisna kod kvantnih ili optičkih računala te kod detektora gravitacije.

"Kad sam prvi put pročitao ovaj rad, nisam mogao vjerovati", kaže Michael Fleischhauer, teorijski fizičar sa Sveučilišta u Kaiserslauternu. "Iako nam teorija kaže da nešto takvo mora biti moguće, stvarno to izvesti sasvim je druga stvar."

Naomi Ginsberg, Sean Garner i Lene Hau s Harvarda koristili su metodu koja je prvi put razvijena 2001. kako bi se utisnuo puls laserskog svjetla u nakupinu atoma natrija ohlađenih na temepraturu tek malo višu od apsolutne nule.

Ti atomi natrija su bili oblik materije poznate pod nazivom Bose-Einsteinov kondenzat (BEC), za koju su američki i njemački znanstvenici koji su je stvorili 2001. dobili Nobelovu nagradu za fiziku.

Originalni puls
Kad puls pogodi atome, njihova se svojstva prenose u male oscilacije pozitivnog i negativnog naboja. Te su oscilacije kratkotrajne, ali pomoću kontrolnog lasera može ih se u nekim od atoma pretvoriti u dugotrajnije rotirajuće stanje.

Kad je kontrolni laser isključen, atomi lutaju uslijed odskakanja iz zrake, noseći sa sobom informaciju iz originalnog pulsa. Prethodni eksperimenti pokazali da ponovno uključivanje lasera prije nego atomi odlutaju predaleko omogućava ponovnu uspostavljanje pulsa svjetla.

Ginsberg i kolege smjestili su drugi Bose-Einsteinov kondenzat 160 mikrometara od prvog. Oni su dopustili nemirnim atomima iz prvog kondenzata da odlutaju te su ih tada pogodili kontrolnim laserom. Time su rekonstruirali originalni puls svjetla – što je proces koji ovisi o prisutnosti i nemirnih i mirnih atoma.

Nema razlike
"Ovo je bila prva demonstracija jedne od temeljnih postavki kvantne mehanike, nazvane 'nerazlučivost'", kaže Fleischhauer. U harvardskom pokusu je nerazlučiva priroda atoma u dva Bose-Einsteinova kondenzata omogućila ponovno uspostavljanje originalnog pulsa svjetla. Kvantni valni oblik je isti u bilo kojem oblaku atoma.

"Eksperiment ukazuje na veliki broj 'cesta' u obradi klasičnih i kvantnih informacija", objavio je tim s Harvarda u magazinu Nature. "Puls svjetla koji putuje u slobodnom prostoru može se neovisno zarobiti – potencijalno i minutama."

Fleischhauer se slaže. "Možete zamisliti mrežu u kojoj se informacije prenose fotonima prije nego se pohrane u atome."

New Scientistu je rekao da je jednim atomom moguće transportirati jedan foton svjetla. "To će biti impresivno za vidjeti, a moglo bi omogućiti i jaču obradu informacija", rekao je.

Izvor: NetPortal