بیگ بنگ: یکی از شناخته‌ترین قواعد در فیزیک این است که تا زمانیکه چیزی بر سر راه نور قرار نگرفته باشد، فقط می تواند با یک سرعت مشخص حرکت کند. اما بر طبق تحقیقات جدید، یک استثنای جالب در این قاعده وجود دارد: ترکیب امواج نور می تواند آنها را در حالت سکون کامل نگه دارد.

به گزارش بیگ بنگ، این اکتشاف نه تنها راه‌های جدیدی را برای حرکت دادن فوتون ها بلکه هر نوع موج دیگری هم عرضه می کند؛ این کار می تواند در آن دسته از فناوری هایی که بر ارسال و ذخیره سازی اطلاعات تمرکز دارند، مفید واقع می شود. تاخیر سرعت حرکت نور کار چندان دشواری نیست. چند اتم در مقابل راه نور قرار بدهید، خواهید دید که فوتون ها زمانی را در ورود و خروج از انبوه ذرات صرف می کنند.

اگر کاری با ذرات انجام شود تا هویت فردی‌شان را از دست بدهند، نور هم می تواند با کاهش سرعت همراه باشد و به هنگام گذر از درون ابر به طور کامل متوقف شود. به تازگی یافته‌ها نشان می دهد که مسیر نور با تغییر گشتاور زاویه ای آن می تواند تحت تاثیر قرار بگیرد. بدین ترتیب، نور برای رفتن از نقطه الف به نقطه ب به سرعتی کمتر از 299792548 متر بر ثانیه نیاز دارد.

گروه کوچکی از فیزیکدانان موسسه فناوری اسرائیل و موسسه ریاضی کاربردی برزیل به روش دیگری دست پیدا کرده‌اند. آنها نشان دادند که پردازش امواج نور در کنار یکدیگر در حالتی که در جاهای خود بصورت مرده بایستند، مقدور می باشد. باید امواج نور را به گونه‌ای دستکاری کرد تا در جایی موسوم به «نقطه استثنایی» با یکدیگر تماس داشته باشند. این اصطلاح ریاضی چگونگی تطابق امواج مختلف را در مختصاتی معین نشان می دهد. محققان به طور آزمایشی نشان دادند که نقاط استثنایی را می توان با محبوس کردن ریزموج‌ها در شبکه‌ای محدود ایجاد کرد. وقتی درباره امواج نور صحبت می کنیم، اکثرمان امواجی با طول و ارتفاع مختلف را در ذهن‌مان تجسم می کنیم.

نور با ویژگی‌هایی نظیر طول موج و فرکانس تعریف می شود، اما ویژگی‌های بی‌شمار زیادی هم دارد که الگوهای تکراری را با عبور فوتون‌ها در فضا ایجاد می کند. امکان دستکاری این الگوها با چیزهایی به نام “موج‌بر” وجود دارد. پس دو موج نور در فضای یکسانی ترکیب می شوند. این ترکیبی از ویژگی‌ها که بعنوان یک نقطه استثنایی توصیف گردید، زمینه‌ساز بروز برخی رفتارهای جالب می شود. سال گذشته، محققان این نقاط را در توسعه حسگرهایی به کار بردند که می تواند به کوچکترین شکستگی یا قطع، واکنش نشان بدهد.

اکنون فیزیکدانان نشان دادند که امکان استفاده از نوعی موج‌بر که انرژی موج را برای ایجاد نقطه استثنایی متعادل می سازد، وجود دارد. آنان از یک سری مدل‌های ریاضی بهره جسته‌اند. نور در نقطه استثنایی به حالت سکون قرار می گیرد. با این شرایط، امواج می توانند انرژی کسب کرده یا از دست بدهند. می توان تدابیری اندیشید تا امواج نور با هم ادغام شوند، به حالت سکون در آیند، افزایش سرعت یافته و حتی در سویی دیگر به حرکت خود ادامه دهند. هیچ یک از قوانین اساسی فیزیک شکسته نمی شود. مانند نوری که از درون یک واسطه می گذرد یا حتی در صورت خمیدن شدن با سرعت نور حرکت می کند، فوتون‌ها در این امواج براساس برهم‌کنش‌هایشان در نقطه استثنایی وارد گردباد الکترومغناطیسی می شوند.

در حال حاضر، این دستاورد فقط با اعداد به دست آمده و هیچ وسیله متوقف کنندۀ نوری بر پایه نقاط استثنایی ساخته نشده است. محققان بر این باورند که همین مفاهیم در تمامی انواع امواج نیز صدق می کنند، حتی صوت. با توجه به اینکه فوتون‌ها سریعا در حال تبدیل شدن به الکترون‌های جدید در فناوری اطلاعات هستند، ما باید به تمامی ابزارهای موجود متوسل شویم تا درک بهتری از این ذرات کوچک پرسرعت بدست آوریم. این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com