Укрощение света
Скорость света в вакууме составляет около 300 тысяч км/с, и ее обозначают буквой «с». Насколько нам известно, ничто не может путешествовать быстрее. Хотя скорость света в вакууме постоянна, что и означает «с», свет может двигаться медленнее. Это происходит, когда он движется не через вакуум, а через материю.
Величина, на которую материя замедляет свет, называется ее показателем преломления. Когда луч света из воздуха попадает в стекло, то он замедляется, поскольку показатель преломления у стекла выше. Однако, когда луч проходит через стекло и возвращается в воздух, он снова движется с первоначальной скоростью. Звучит знакомо?
Этот эффект связан с тем, как свет проходит через различную материю.
В пустом пространстве свет движется со своей максимальной скоростью – с. Когда ему встречаются препятствия, такие как атомы стекла, фотоны света поглощаются, а потом излучаются снова. Как и для человека, пытающегося пройти через толпу, эти препятствия заставляют фотоны потратить больше времени на преодоление расстояния.
Таким образом, сама скорость света не меняется, просто у него уходит больше времени на преодоление различных участков пространства.
Зная, как свет можно замедлить, сможем ли мы его остановить? Звучит безумно, но подобный результат был достигнут в лабораторных условиях.
Лене Хау из Гарвардского университета использовала сверххолодный конденсат Бозе – Эйнштейна (его температура близка к абсолютному нулю), чтобы замедлить импульс света до скорости велосипеда. Спустя два года группе под руководством Рональда Уолсуорта удалось полностью остановить свет.
Сначала в облако сверххолодного газа выстрелили контрольным лазером, сделав облако более разреженным, затем туда отправили импульс света длиной около километра. Когда импульс вошел в облако, контрольный лазер отключили и импульс оказался «пойманным в облаке». При этом длина импульса сократилась и стала меньше ширины человеческого волоса. Когда ученые были готовы, они вновь включили второй лазер и освободили импульс света. Покинув облако, он продолжил свой путь, вернувшись к первоначальной скорости и длине.