Forskning beskriver langsomt og hurtigt lys i plasma

Langsomt og hurtigt lys, eller store ændringer i lysets gruppehastighed, er blevet observeret i en række optiske medier, men den fine kontrol over brydningsindekset, der er nødvendig for at inducere en observerbar virkning, er ikke blevet opnået i et plasma.

I et blad udgivet i Fysisk gennemgangsbreve , forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) og Laboratory for Laser Energetics (LLE), beskrive hvordan et laser-plasma system kan tunes til at producere store og målbare ændringer i lysets gruppehastighed.

Clément Goyon, hovedforfatter af papiret med titlen "Slow and Fast Light in Plasma Using Optical Wave Mixing, " sagde holdet opnåede både langsomt og hurtigt lys inde i plasmaer, demonstrerer derfor evnen til at skræddersy brydningsindekset for et laserplasmasystem.

"Langsomt og hurtigt lys er toppen af ​​isbjerget. Fællesskabet har øget sin forståelse af optiske ikke-lineære plasmaegenskaber i løbet af de sidste årtier, " sagde han. "At være i stand til at forudsige og bruge plasmaegenskaber til vores fordel er afgørende for højenergilasereksperimenter i højenergidensitetsfysik og inerti indeslutningsfusion."

Goyon forklarer, at den tværstråleenergioverførsel, der bruges på National Ignition Facility, er afhængig af korrekt forudsigelse af plasmas ikke-lineære optiske egenskaber ved hjælp af lineær teori. Derudover plasma-baserede erstatninger for en række optiske standardkomponenter ville tillade manipulation af lys ved ekstreme fluenser.

Eksperimentet blev udført på Jupiter Laser Facility, hvor en energisk pumpestråle og en lavenergi-sondestråle krydsede inde i et He/H-plasma. Ved at indstille bølgelængdeforskellen mellem de to stråler var holdet i stand til at ændre den pulserede lysgruppehastighed fra 0,995c til 0,12c og -0,34c (c er lig med lysets hastighed i et vakuum, eller cirka 300, 000 kilometer i sekundet).

Pierre Michels gruppe hjalp med at finansiere projektet sagde, at laser-plasma-interaktioner er notorisk svære at kontrollere og forudsige.

"Imidlertid, ved at demonstrere langsomt og hurtigt lys i plasmaer, Jeg føler, at vi har opnået et nyt springbræt for anvendelsen af ​​plasmaer som et optisk medium til højeffektlasere, ved at gengive en af ​​de mest forvirrende og delikate resultater af moderne ikke-lineær optik ved hjælp af plasma, " sagde han. "Dette hjælper med at fremme sagen for at bruge plasma som et medium i design af fremtidige generationer af højeffektlasere."