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Wissenschaftler haben in einem Experiment das Licht 10.000 Mal verlangsamt

Wissenschaftler haben bereits festgestellt, dass Licht unter bestimmten Bedingungen verlangsamt werden kann, und eine neue Studie zeigt eine Methode auf, die eine der nützlichsten sein dürfte. Forscher der Guangxi-Universität und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in China sagen, dass ihre Methode der Entwicklung von Computern und optischer Kommunikation zugute kommen könnte.

Im Vakuum bewegt sich Licht nur mit einer Geschwindigkeit – 299.792 Kilometer pro Sekunde. Treten jedoch elektromagnetische Felder in seinem Weg auf – etwa die Felder, die die Materie umgeben, beginnt diese Geschwindigkeit zu sinken.

Die meisten transparenten Materialien verlangsamen das Licht, jedoch nicht wesentlich. Es ist die Änderung seiner Geschwindigkeit, die zur Lichtbrechung beim Übergang von einem Medium in ein anderes führt. Doch um Licht wirklich zu verlangsamen, braucht man spezielle Materialien, etwa photonische Kristalle oder sogar unterkühlte Quantengase.

„Wir glauben, dass unsere Arbeit eine völlig neue Richtung für die Realisierung ultrarobuster Licht-Materie-Wechselwirkungen in nanophotonischen Chips eröffnet“, schreiben die Forscher in ihrer veröffentlichten Arbeit.

Die neue Methode basiert auf der sogenannten elektromagnetisch induzierten Transparenz (EIT), bei der spezielle Lasertechniken verwendet werden, um Elektronen in einem im Vakuum gespeicherten Gas zu manipulieren und es von undurchsichtig in transparent zu verwandeln.

Forscher haben einige der Prinzipien der EIT zur Lichtsteuerung übernommen und ein neues Material zur Verlangsamung des Lichts entwickelt. Dieses Material ist eine Art Metaoberfläche – eine synthetische zweidimensionale Struktur mit Eigenschaften, die mit denen der Natur vergleichbar sind.

Die Metaoberflächen des Teams bestanden aus sehr dünnen Siliziumschichten und waren viel besser als bestehende Möglichkeiten zum Einfangen und Freisetzen von Energie (in diesem Fall Licht).

Den Ergebnissen der Forscher zufolge lässt sich das Licht in diesem System um mehr als das 10.000-fache verlangsamen. Gleichzeitig werden die Lichtverluste im Vergleich zu anderen ähnlichen Methoden um mehr als das Fünffache reduziert.

Der Schlüssel zum neuen Ansatz liegt in der Art und Weise, wie die winzigen Bausteine ​​der Metaoberfläche, sogenannte Metaatome, angeordnet sind. In diesem Fall liegen sie nahe genug beieinander, um ineinander überzugehen, was sich wiederum auf die Verarbeitung des Lichts beim Durchgang auswirkt.

Wissenschaftler haben in einem Experiment das Licht 10.000 Mal verlangsamt