فرارو- همه ما با قانون مشهوری آشنا هستیم که می گوید سرعت حرکت اطلاعات را در فضای خالی محدود است و آن همان سرعت نور است؛ یعنی ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر( ۱۸۶۰۰۰ مایل) در ثانیه. اگرچه بعید است که فوتون ها هرگز این محدودیت سرعت را بشکنند، اما دانشمندان می گویند ویژگی هایی از نور وجود دارد که با قوانین یکسان عمل نمی کنند.
به گزارش فرارو به نقل از راهنماتو، فیزیکدانان می گویند هرچند دستکاری این ویژگی ها ، هنوز نمی تواند توانایی ما برای سفر به ستارگان را تسریع کند، اما آن ها می توانند به ما کمک کنند راه را برای یک کلاس کاملا تازه از فناوری لیزر باز کنیم. فیزیکدانان آمريکا نشان داده اند که تحت شرایط خاص، امواجی که از گروه های فوتون تشکیل شده اند، می توانند سریعتر از نور حرکت کنند.
محققان مدتی است که با محدودیت سرعت پالس های نور سخت و سریع بازی می کنند و با استفاده از مواد مختلف مانند گاز های اتمی سرد، کریستال های انکسار و فیبر های نوری، سرعت آن ها را افزایش داده و حتی آن ها را به حالت سکون مجازی کاهش داده اند.
اما به طرز چشمگیری، سال پیش ، پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور در کالیفرنیا و دانشگاه روچستر در نیویورک، آن را در داخل دسته های گرم ذرات باردار مدیریت کردند و سرعت امواج نور را در پلاسما تا حدود یک دهم نور تنظیم کردند.
سرعت فوتون توسط بافت میدان های الکتریکی و مغناطیسی که الکترومغناطیس نامیده می شود در جای خود قفل می شود. هیچ راهی برای دور زدن آن وجود ندارد، اما پالس های فوتون در فرکانس های باریک نیز به گونه ای تکان می خورند که امواج منظمی ایجاد می کنند.
صعود و نزول موزون گروه های کامل امواج نور با سرعتی که به عنوان سرعت گروهی توصیف می شود در میان مواد حرکت می کند، و این« موج امواج» است که می تواند بسته به شرایط الکترومغناطیسی اطرافش، برای کاهش یا افزایش سرعت تغییر کند.
با جدا کردن الکترون ها از جریان یون های هیدروژن و هلیوم با لیزر، پژوهشگران توانستند سرعت گروهی پالس های نوری که توسط منبع نوری دوم از طریق آن ها ارسال می شود را تغییر دهند، ترمز ها را روی آن ها قرار دهند یا با تنظیم نسبت گاز، آن ها را ساده سازی کنند. از منظر نظری، این آزمایش به فیزیک پلاسما کمک می کند و محدودیت های جدیدی را برای دقت مدل های فعلی ایجاد می کند و از نظر عملی، این خبر خوبی برای فناوری های پیشرفته است.
لیزر ها در اینجا برنده بزرگی خواهند بود، به ویژه انواع بسیار قدرتمند آن. لیزر های قدیمی بر مواد نوری حالت جامد متکی هستند که با بالا رفتن انرژی آسیب می بینند.
استفاده از جریان های پلاسما برای تقویت یا تغییر ویژگی های نور می تواند این مشکل را حل کند، اما برای استفاده حداکثری از آن، واقعاً باید ویژگی های الکترومغناطیسی آن ها را مدل سازی کنیم. تصادفی نیست که آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور مشتاق درک ماهیت نوری پلاسما است، زیرا خانه برخی از چشمگیرترین فناوری لیزر در جهان است.
لیزر های قدرتمندتر همان چیزی است که ما برای یکسری کاربردها، از افزایش شتاب دهنده های ذرات گرفته تا بهبود فناوری همجوشی پاک، به آن نیاز داریم. شاید این دستاورد به ما کمک نکند سریعتر در فضا حرکت کنیم، اما همین اکتشافات است که ما را به طرف آینده ای که همه آرزویش را داریم می شتاباند. نتایج این تحقیق در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.
- 12
- 5
