„Достигане скоростта на светлината.“ – това може би е една от най-смелите мечти на поколения учени. Но какво мислите за забавяне на светлината? През последните 10 години учените са постигнали някои невероятни резултати като намалят скоростта, с която светлината се движи.
Скоростта на светлината е константа. Тя е точно 299,792,458 метра в секунда. Нищо друго от познатите ни неща не може да достигне тази скорост. Ако все пак това се случи фундаменталните закони на физиката ще бъдат разбити и може би ще стане възможно пътуването във времето? Но от друга страна скоростта на светлината може да бъде намалена. Оказва се, че скоростта на светлината е „неконстантна константа“.
Светлината във вакуум
Константната скорост на светлината се проявява единствено във вакуум, защото там няма атоми, с които тя може да се сблъска. Стойността на скоростта на светлината във вакуум се отбелязва с „c“, което представлява една част от прословутото уравнение на Айнщайн E=mc². В среда различна от вакуум, фотоните на светлината се сблъскват с различни атоми, които ги поглъщат, след което отново ги излъчват. По този начин (сблъсък-поглъщане-излъчване) скоростта значително спада.
Прозрачните субстанции притежават индекс на отражения, чиято стойност се определя от ефекта, който те оказват върху скоростта на преминалата през тях светлина. Формулата за изчисляването му е v=c/n, където v представлява реалната скорост на светлината. Вакуумът притежава индекс на отражение 1, а Земната атмосфера индекс равен на 1.00029, което е доста близо до максималната скорост.
Когато светлината бъде забавена
Водата от друга страна има индекс равен на 1.330, а различните видове стъкло имат индекс вариращ между 1.4 и 1.9. Когато светлината преминава през тях се движи значително по-бавно. Диамантът забавя светлината в още по-голяма степен с индекс около 2.4.
Лазерите и квантовите компютри
Модерните изследвания са открили изключително ценни приложения на „забавената светлина“. През последните 10 години учените са успели да забавят светлината до такава степен, че в някои материали тя дори спира и остава затворена там. Това е постигнато чрез специален газ, осветяван от специални лазерни лъчи. Когато учените накарат светлината да спре, те всъщност „държат“ фотон – чрез редица от методи те „вграждат“ – карат атомите да погълнат фотоните – квантовото състояние на този фотон в околните атоми.
След това те използват друг пулсиращ лазер, за да активират тези атоми, които моментално излъчват същите, погълнати по-рано, фотони. Методът за забавяне, спиране и генериране на фотони е голяма стъпка към разработването на квантови компютри.
