دانشمندان نور را متوقف کردند!

آلبرت اینشتین معتقد بود هیچ چیز در جهان نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند، اما چیزی درمورد اینکه شاید بتوان سریع‌ترین پدیده جهان را در مسیر حرکتش متوقف کرد، نگفته بود.

براساس گزارش همشهری آنلاین، نور به عنوان سریع‌ترین پدیده جهان برای مدتی قابل توجه، یعنی برای یک‌دقیقه، در مسیر خود متوقف شده و رکوردی باورنکردنی را به ثبت رساند. این درحالی است که نور در مدت یک‌دقیقه می‌تواند ۱۸ میلیون کیلومتر مسافت را بپیماید، یعنی مسافتی برابر ۲۰ سفر به دور ماه.

به گفته توماس کرائوس محقق دانشگاه سن اندروز در بریتانیا یک دقیقه برای توقف نور زمان بسیار بسیار زیادی است، و این رکورد موفقیت بزرگی برای فیزیکدانان به شمار می‌رود. چنین قابلیتی می‌تواند امکان استفاده از ارتباطات کوانتومی ایمن در مسافت‌های طولانی را به وجود آورد.

فیزیکدانان در سال ۱۹۹۹ نیز توانسته بودند سرعت نور را که در حالت عادی سرعتی برابر ۳۰۰ میلیون متر بر ثانیه دارد را در شرایط خلاء به ۱۷ متر بر ثانیه برسانند و دو سال پس از آن نیز توانستند برای کسری از ثانیه نور را به طور کامل متوقف سازند. همچنین در اوایل سال جاری نیز محققان توانستند با استفاده از اتم‌های سرد نور را برای ۱۶ ثانیه ثابت نگه دارند.

article-2380028-1B050CF3000005DC-131_634x610

دانشمندان توانستند نور را در داخل این  کریستال به مدت شصت ثانیه به دام بیندازند

برای شکستن رکورد یک دقیقه‌ای، جورج هینز و همکارانش در دانشگاه دارمشتات آلمان لیزری را در میان کریستالی کدر تابانده و اتم‌های آن را در دو حالت برهم‌نهی کوانتومی قرار دادند. این‌کار باعث شد کریستال نسبت به طیف باریکی از فرکانس لیزر شفافیت پیدا کند. سپس دانشمندان پرتو دوم نور که در حال ورود به کریستال شفاف شده بود را به واسطه خاموش کردن پرتو اول و کدر کردن دوباره کریستال،‌ به دام انداختند.

مدت زمان محبوس بودن نور درون این کریستال به میزان برهم‌نهی کریستال بستگی دارد که می‌توان آن را به واسطه میدان مغناطیسی افزایش داد،‌ اما این‌کار تنظیمات لیزر را مختل می‌کند. از این رو هینز و همکارانش از الگوریتمی استفاده کردند که ترکیبی از مغناطیس و لیزر را ایجاد کرده و نور را برای یک دقیقه درون کریستال محبوس کرد. محققان همچنین از این دام برای محبوس کردن تصویری از سه خط نوری استفاده کردند. به گفته هینز این موفقیت نشان می‌دهد می‌توان اطلاعات پیچیده را برروی پرتوهای نوری حک‌کرده و از آن برای انتقال اطلاعات استفاده کرد.

برای ساخت دستگاهی به نام بازگو‌کننده کوانتومی که می‌تواند در ارتباطات ایمن فوتون‌های نوری را متوقف کرده و دوباره بازبتاباند، به دهها هزار انبار نور نیاز خواهد بود تا بتوان حالت کوانتومی آن را برای مسافت‌های طولانی حفظ کرد. هینز معتقد است حتی این امکان وجود دارد که با استفاده از انواع دیگر کریستال‌ها به انبارهای نور با مدت زمان بیشتر دست پیدا کرد.

Read More : http://www.newscientist.com/article/dn23925-light-completely-stopped-for-a-recordbreaking-minute.html

http://www.dailymail.co.uk/news/article-2380028/Scientists-stop-light-completely-record-breaking-MINUTE-trapping-inside-crystal.html

مرجع: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v111/i3/e033601

(26 نفر , میانگین : 4٫81 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=4094

سمیر الله‌وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۶ پاسخ‌ها

  1. مرتضی گفت:

    بین توقف و حبس تفاوت وجود دارد، اگر نور را به یک کرم تشبیه کنیم سئوال این است آیا این کرم برای مدت یک دقیقه در حالت ایستا و سکون قرار گرفته و یا برای مدت یک دقیقه درون این کریستال در حال حرکت بوده و از آن خارج نشده است ؟ و اگر در صورت اول ایستا و راکد شده است آیا نباید بر اساس پیش فرضهایمان به ماده تبدیل میشد ؟ میشه یه کارشناس توضیح بده داستان چیه ؟ چرا مباحث علمی باید همیشه نغز و پیچیده و غیر قابل دسترس فهم ارائه بشه ؟ آیا مشکل در ترجمه است؟

    • صادق گفت:

      سلام
      همه ما می دونیم که نور از فوتون تشکیل شده و فوتون ها هم بسته هایی از انرژی هستند که در کنار هم یک مسیر رو طی می کنن اما طیق فرمول معروف آقای اینشتین
      E=MC2
      که میگه اگر هر جسمی با سرعت نور حرکت کنه به انرژی تبدیل میشه و این هم کاملا بر عکس هم هست البته طیق نظریه ها چون تا حالا عملی ثابت نشده حالا به نظر شما مگر جاذبه بین مولکولی نیست که اجسام رو تولید میکنه و مولکول ها رو کنار هم نگه میداره خب برای اینکه یک جسم تولید بشه به نظر من نیاز به دو چیز مهم داره اول محل قرار گیری اون مولکول در جسم و دوم ایجاد یک الگوی جاذبه قوی یا میدان مغناطیس برنامه ریزی شده
      حالا اطلاعات مکان مولکول کجا باید قرار بگیره تا اشتباهی نشه درسته روی خود فوتون های نوری که از مولکول حاصل میشه و این تازه اول راه تا رسیدن به این موضوع یعنی ما باید بتونیم سرعت نور رو آنقدر کم کنیم تا بشه این اطلاعات رو کدگذاری کرد البته این یک نظریه هست و تا به رسیدن به این هدف با علم امروزی امکان پذیر نیست

  2. سمیر الله وردی گفت:

    در مکانیک کوانتوم، یک هدف آن است که مشخص شود که چگونه یک نوع خاص، از موج منتشر می‌شود و رفتار می‌کند. در این کاربرد، موج را تابع موج، و معادله حاکم بر رفتار موج را معادله موج شرودینگر می‌نامند. اولین راهکار برای محاسبه رفتار تابع‌موج، نوشتن تابع‌موج به صورت برهم‌نهی کوانتومی است. چندین (تقریباً بینهایت) تابع‌موج نوع مشخص حالت پایدار است که رفتارشان ساده‌است. از آنجا که معادله موج شرودینگر خطی است، رفتار تابع‌موج اصلی را می‌توان با استفاده از اصل برهم‌نهی محاسبه کرد. این دانشمندان اتم های نور که بصورت یک سری اطلاعات که به آنها فوتون می گویند را با استفاده از تابش لیزر تحریک کرده اند و باعث تحرک و چرخش اسپین های اتمی فوتون های نور در کریستال شده اند. این چرخش اتمی می تواند انسجام (یکپارچگی داده ها) را برای حدود یک دقیقه حفظ کند و نور را بصورت ایستا در کریستال متوقف کند.
    در واقع با تحریک اسپین اتمی فوتون های نور توانسته اند نور را متوقف کنند. البته می توان این طور بیان کرد که نور بعنوان ماده در کریستال مات شده است، اشاره به حالت بوز- اینشتین ماده (بسیار سرد، بدون مقاومت الکتریکی).
    در اصل، تمام این تنظیمات و آزمایشات در آینده اجازه ی ذخیره سازی و بازیابی داده ها از حافظه نور را می دهد.

  3. arash-zare گفت:

    یک سوال از سمیر عزیز،چرا باید اتم های کریستال به حالت برهمنهی کوانتومی برده شوند (بر هم نهی کوانتومی از چه چیزی؟ حالت های مختلف اسپین ؟ ) تا بعد بتوانند طیف خاصی از فرکانسهای تابشی را جذب کنند؟ آیا اسپین فوتون های نور تابیده دستکاری شده…فکر میکنم دسترسی به اصل مقاله مفید باشد.
    به نظر میرسد اهداف نهایی این پروزه که همان انتقال اطلاعات با سرعت بالا و بازیابی اطلاعات است بسیار به کوانتوم تلوپورتیشن و بحث ذرات درهمتنیده نزدیک است…

  4. ahmad گفت:

    سلام.
    طبق مدل استاندارد هز چه با سرعت نور حرکت کنید جرم سکون صفر دارد.
    فوتون نیز بسته انرژی هست که با سرعت نور حرکت میکند(ذات نور و سایر امواج الکترو مغناطیس از فوتون هست).فوتون بسته انرژی تبادلی هست و فقط در اثر فوتو الکتریک به طور کامل این انرژی تلف میشود و از بین میرود.
    نور هیچگاه متوقف نمیشود چون چنین چیزی در ذات ان نیست.این کریستال چیزی شبیه جستم تاریک هست.ولی با ساختاری کاملا متوافت.

  5. SEPENTA گفت:

    باسلام وبا شگفت زدگی
    دو سوال تو ذهمنم بوجود اومد : می دانیم که اسپین حالت ذاتی ذرات می باشد در این حال اگر اسپین ان دستکاری شود، الف) چه طور ب)باتغییر اسپین دیگر بوزون فوق فوتون نخواهد بود و حتی می تواند به فرمیون تبدیل شود
    باتشکر دوباره از نویسنده خلاق

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.