Mokslininkai jau anksčiau nustatė, kad tam tikrais atvejais šviesą galima sulėtinti, o naujajame tyrime buvo pademonstruotas metodas, galintis bene veiksmingiausiai padėti siekti šio tikslo, skelbia „ScienceAlert“.
Asociatyvi „Pixbay“ nuotr.
Kosmoso tuštumą skrodžianti šviesa juda 299 792 kilometrų per sekundę greičiu. Tačiau jei jos kelyje pasitaiko elektromagnetinių laukų, pavyzdžiui, supančių įprastą materiją, jos greitis sulėtėja.
Dauguma skaidrių medžiagų sulėtina šviesą sekundės dalimis. Dėl greičio pokyčių šviesa, pereidama iš vienos terpės į kitą, išsilenkia. Tačiau iš tikrųjų jai sustabdyti reikia specialių medžiagų, pavyzdžiui, fotoninių kristalų ar itin smarkiai atšaldytų kvantinių dujų.
Naujasis metodas grindžiamas vadinamuoju elektromagnetizmo sukeltu skaidrumu (angl. electromagnetically induced transparency, EIT), kai manipuliuojant vakuume laikomų dujų elektronais, neskaidrios dujos paverčiamos permatomomis. Tai reiškia, kad lazerio šviesa gali prasiskverbti, tačiau dėl su ja atliktų manipuliacijų ji sulėtėja.
Visgi taikant minėtą metodą, pakeliui prarandama daug lazerio šviesos ir energijos.
Siekdami sumažinti šiuos nuostolius ir pagerinti visos sistemos efektyvumą, tyrėjai pasinaudojo kai kuriais šviesos valdymui taikomais EIT principais ir sukūrė naują šviesą sulėtinančią medžiagą. Ši medžiaga yra tam tikras metapaviršius – sintetinė 2D struktūra, pasižyminti savybėmis, kurios nebūdingos jokiai kitai gamtoje esančiai medžiagai.
Tyrėjų suprojektuoti metapaviršiai buvo pagaminti iš labai plonų silicio sluoksnių.
Remiantis tyrimo rezultatais, šioje sistemoje šviesą galima sulėtinti daugiau nei 10 000 kartų. Kartu šviesos nuostoliai sumažėja daugiau nei penkis kartus, palyginti su kitais panašiais metodais.
Galutinis viso šio sudėtingo mokslinio tyrimo rezultatas – geresnė šviesos sklidimo kontrolė. Kadangi šviesa atlieka svarbų vaidmenį visose srityse – nuo interneto iki kvantinės kompiuterijos – galima rasti daugybę galimų šio atradimo pritaikymo būdų.
Tyrimas: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c04174?goto=supporting-info
