Vova Krasen
0 
2004
529
Ljus rör sig snabbt. Det är typ av hela ljuspunkten, åtminstone hur de flesta tänker på det. Ljus skjuter genom de 93 miljoner milen mellan Jorden och solen på bara 8 minuter, det bär information över hela världen nästan omedelbart, och dess topphastighet på 186 000 miles per sekund (300 000 kilometer / s) visar sig vara den absoluta hastighetsgränsen av hela universum.
Men det finns vissa fysiker som är intresserade av att vända det ljuset på huvudet och bromsa det långt ner. Och i en ny artikel, publicerad 3 januari i tidskriften Physical Review Letters och på arXiv, visade ett forskargrupp att ljus kunde göras för att komma till ett absolut stopp vid vissa "exceptionella punkter."
Detta är inte den första tekniken som forskare har kommit fram till för att bromsa ljuset. Redan 2001 visade ett papper som publicerades i tidskriften Nature (och förklarades i The New York Times) att ljus kunde tryckas på superkylda atomer på ett sådant sätt att det kommer till ett fullständigt stopp - och sedan joggas av en andra ljuspuls in i fortsätter på sin glada väg. [De 18 största olösta mysterierna i fysik]
Men tekniken som beskrivs i detta 3 januari-papper förlitar sig inte på superkylda atomer eller påtryckande ljus. I stället förlitar det sig på några roliga underligheter om hur vågor - inklusive ljusvågor - beter sig under de ovanliga omständigheterna med "exceptionella punkter."
En exceptionell punkt är en plats där två komplexa våglängdsmönster som speglar varandra möter - smälter samman till det ena eller det andra, beroende på vilket sätt de reser.
Låt oss bryta ner det:
Du kanske har hört att ljus är en våg, och det finns en god chans att du föreställer dig det som en ganska enkel våg, så här:
Men verkligheten är att vågor i den verkliga världen - oavsett om de är gjorda av ljus, ljud eller kvantvibrationer - är mycket rikare och mer komplexa tredimensionella former som förändras ständigt, beroende på egenskaperna hos behållaren de rör sig genom.
Genom att ställa in behållarens egenskaper just så har forskare räknat ut hur man kan kollapsa en komplex våg i sin spegel-tvilling. Detta fenomen händer vid exceptionella punkter, eller punkter runt vilka vågor visar exceptionellt udda beteenden. Avfyra en ljusstråle och dess spegel tvingar genom punkten ett sätt, och båda kommer att se ut som den ursprungliga ljusstrålen. Avfyra dem genom det andra sättet och båda kommer att se ut som spegelvågen.
I detta dokument visade forskarna att teoretiskt sett kunde egenskaperna hos den exceptionella punkten och ljusstrålarna stämmas in så att ljuset slutade röra sig helt vid denna exceptionella punkt. Ändra egenskaper och ljusstrålar igen, och ljuset skulle fortsätta på sitt glada sätt.
Under lång tid trodde forskare att exceptionella poäng var rent teoretiska begrepp. Men redan 2010 kunde forskare bygga en i den verkliga världen genom att skjuta mikrovågor genom en speciellt byggd metalllåda, vilket fick vågmönstret att växla från ett läge till ett annat.
Forskare har ännu inte byggt en ljusstoppande exceptionell punkt i den verkliga världen - och det återstår att se om någon kommer att göra det. I ett uttalande från teamet bakom det ljusstoppande exceptionella poängpapperet sa forskarna att deras nästa steg är att ta reda på om liknande exceptionella punkter kan stoppa andra slags vågor, som ljud, i deras spår.
Längs vägen, skrev teamet i denna artikel, förväntar de sig att forskningen om exceptionella punkter hjälper till att lösa viktiga problem inom kvantmekanik och pekar vägen mot ny teknik som förlitar sig på att böja och forma vågor.