دانشمندان ترمز نور را کشیدند

دانشمندان چینی و فرانسوی موفق شدند سرعت نور را در ماتریکس کریستال مایع تا حد قابل‌توجهی کند کنند.

به گزارش ایسنا، بیشترین سرعت نور در خلاء است که نور با سرعت تقریبا 300 هزار کیلومتر بر ثانیه در آن سیر می‌کند.

هم‌اکنون دانشمندان شیوه کارآمد جدیدی برای قراردادن یک مانع سرعت بر سر راه نور یافته‌اند.

محققانی از فرانسه و چین مولکول‌های رنگی را در یک ماتریکس کریستال مایع تعبیه کرده‌اند تا سرعت گروهی نور را به کمتر از یک میلیاردم سرعت اوجش برسانند.

تیم علمی مدعی است توانایی کندکردن نور به این شیوه ممکن است روزی به ارائه فناوری‌های جدید در علم اندازه‌گیری و حس‌کردن از راه دور بینجامد.

رویکرد جدید برای دستکاری نور توسط گروهی از محققان دانشگاه سوفیا-آنتی پولیس نیس فرانسه و دانشگاه ژیامن چین صورت گرفت.

شیوه آن‌ها از نیروی اندکی استفاده می‌کند، نیازمند به یک میدان الکتریکی خارجی نیست و در دمای اتاق نیز عمل می‌کند و این امر آن را در مقایسه با دیگر آزمایش‌های کندکردن نور عملی‌تر می‌کند.

به گفته اومبرتو بورتولوزو، یکی از محققان این مطالعه، گذاشتن ترمز بر سر راه نور می‌تواند به دانشمندان در مقایسه‌کردن آسان‌تر ویژگی‌های پالس‌های نور کمک می‌کند که این امر به نوبه خود به آن‌ها در ساخت ابزار بسیار حساس‌ برای اندازه‌گیری سرعت‌های بی‌نهایت کند نور و حرکات کوچک آن کمک می‌کند.

این دانشمند و همکارانش از دانشگاه سوفیا-آنتی پولیس نیس و دانشگاه روچستر در مقاله‌ای دیگر ابزاری را تشریح کرده‌اند که از نور کند برای اندازه‌گیری سرعت‌های کمتر از یک تریلینیوم متر بر ثانیه استفاده می‌کند.

دانشمندان مدت‌های طولانی است می‌دانند که یک پاکت موجی نور هنگامی که از خلال ماده عبور می‌کند، کندتر می‌شود.

کلید دستیابی به افت قابل‌توجه در سرعت نور استفاده از این حقیقت است که هنگامی که نور به عنوان یک پالس حرکت می‌کند، در واقع، مجموعه‌ای از امواج است که هر یک دارای فرکانس اندکی متفاوت‌ هستند؛ با این حال، تمامی امواج موجود در پالس باید با یکدیگر حرکت کنند.

دانشمندان می‌توانند موادی را طراحی کنند که مانند موانعی باشند و تعدادی از امواج را بیش از دیگر امواج کند کنند.

به منظور خروج از ماده با یکدیگر، پالس باید منتظر بماند تا این که خود را دوباره بازسازی کند.

گروه‌های تحقیقاتی دیگر، ویژگی‌های بخارهای اتمی یا شبکه‌های کریستالی را برای کندکردن قابل‌توجه نور تحت شرایط خاص، برای "توقف" موقت آن در درون ماده دستکاری کرده‌اند.

اما تیم بورتولوزو از کریستال مایع مشابه مواد مورداستفاده در تلویزیون ال سی دی و نمایشگرهای رایانه‌یی استفاده کرد که می‌تواند در یک مجموعه ساده عمل کند، نیازمند ولتاژهای خارجی یا میدان‌های مغناطیسی نباشد و در دمای اتاق و با نیروی نوری بسیار پایین عمل کند.

آن‌ها یک جزء شیمیایی را به مجموعه خود افزودند که مولکول‌های بلور مایع را به شکل مارپیچ تغییر داد و سپس مولکول‌های رنگی را به آن افزودند که در ساختارهای مارپیچ قرار گرفت.

مولکول‌های رنگی می‌توانند هنگامی که توسط نور متشعشع می‌شوند، شکلشان را تغییر دهند، ویژگی‌های نوری ماده را تغییر داده و در نتیجه، سرعت‌های نسبی اجزای موجی مختلف پالس نوری را به هنگام حرکت تغییر دهند.

افزون بر این، ساختار مارپیچی ماتریکس کریستال مایع، عمر طولانی رنگ‌های تغییر‌شکل‌ داده‌ شده را تضمین می‌کند و این امر امکان ذخیره‌سازی یک پالس نوری را در ماده (medium) و سپس آزادکردن آن به هنگام نیاز را ممکن می‌کند.

دانشمندان مدعی‌اند تکنیک آن‌ها به خوبی در کاربردهای تداخل و حسگری قابل استفاده است.

جزئیات این مطالعه در مجله Optics Express منتشر شد.