Lysets hastighed falder til nul på usædvanlige punkter

Lys, der kører med en hastighed på 300, 000 km/sek i et vakuum, kan sænkes og endda stoppes fuldstændigt ved metoder, der involverer indfangning af lyset inde i krystaller eller ultrakølede atomer. Nu i en ny undersøgelse, forskere har teoretisk demonstreret en ny måde at bringe lyset til at gå i stå:de viser, at lys stopper ved "ekstraordinære punkter, "som er punkter, hvor to lysformer samles og koaleserer, i bølgeledere, der har en bestemt form for symmetri.

I modsætning til de fleste andre metoder, der bruges til at stoppe lys, den nye metode kan indstilles til at fungere med en lang række frekvenser og båndbredder, hvilket kan tilbyde en vigtig fordel til fremtidige applikationer med langsomt lys.

Forskerne, Tamar Goldzak og Nimrod Moiseyev ved Technion - Israel Institute of Technology, sammen med Alexei A. Mailybaev på Instituto de Matemática Pura e Aplicada (IMPA) i Rio de Janeiro, har udgivet et papir om stoplys på usædvanlige punkter i et nylig nummer af Fysisk gennemgangsbreve .

Som forskerne forklarer, ekstraordinære punkter kan oprettes i bølgeledere på en ligetil måde, ved at variere parametre for forstærkning/tab, så to lystilstande samles (kombineres til en tilstand). Selvom lyset stopper på disse usædvanlige punkter, i de fleste systemer går meget af lyset tabt på disse punkter. Forskerne viste, at dette problem kan løses ved hjælp af bølgeledere med paritetstid (PT) symmetri, da denne symmetri sikrer, at gevinsten og tabet altid er afbalanceret. Som resultat, lysintensiteten forbliver konstant, når lyset nærmer sig det usædvanlige punkt, eliminere tab.

For at frigive det stoppede lys og accelerere det tilbage til normal hastighed, forskerne viste, at parametre for gevinst/tab simpelthen kan vendes. Det vigtigste træk ved den nye metode, imidlertid, er, at de ekstraordinære punkter kan justeres til at arbejde med enhver lysfrekvens, igen blot ved at indstille parametre for forstærkning/tab. Forskerne forventer også, at denne metode kan bruges til andre typer bølger udover lys, såsom akustiske bølger. De planlægger at undersøge disse muligheder yderligere i fremtiden.

© 2018 Phys.org