Viteza luminii poate fi încetinită! Experimentul a reușit: „În această stare ciudată, aproape că poți atinge lumina”

sursa foto: Pixabay

Profesor la Universitatea Harvard, Lene Vestergaard Hau lucrează și la Institutul Rowland pentru Știință, un centru de cercetare fondat de inventatorul fotografiei Polaroid, Edwin H. Land. Una dintre cele mai mari realizări ale sale a fost să încetinească viteza luminii până la 60 km/h.

Lene Vestergaard Hau este faimoasă, nu pentru lucrarea tezei sale, ci, mai degrabă, pentru experimentele ei ulterioare de a încetini lumina. La 18 februarie 1999, revista Nature a selectat pentru articolul său de copertă lucrarea Reducerea vitezei luminii la 17 metri pe secundă într-un gaz atomic ultrarece scrisă de Hau în colaborare cu Stephen Harris de la Universitatea Stanford și doi studenți absolvenți de la Harvard, Zachary Dutton și Cyrus Behroozi.

Experimentele ulterioare au dus la încetinirea luminii la aproximativ o milă pe oră, apoi, în 2001, echipa ei a reușit să oprească lumina pentru o miime de secundă.

Hau a spus atunci: „Acesta este un timp uimitor. Dar credem că poate fi oprit pentru mult mai mult... Este fantastic să te uiți în cameră și să vezi un pâlc de atomi ultra-reci plutind acolo. În această stare ciudată, lumina capătă o dimensiune mai umană; aproape că o poți atinge”.

Lene Hau a demonstrat că lumina poate fi încetinită

Pentru a încetini viteza luminii, Lene Hau a răcit atomii la temperaturi foarte joase, aproape de Zero absolut (- 273,15 °C, cea mai joasă temperatură posibilă în universul nostru). Acest lucru a transformat atomii într-un condensat Bose-Einstein, o stare a materiei în care atomii răciți aproape de Zero absolut se contopesc unii cu alții, comportând-se ca un singur „super-atom”.

Acest tip de materie - care a fost prezis teoretic în 1924 de Albert Einstein și fizicianul indian Satyendra Nath Bose, dar care a fost realizat abia în 1997 - are proprietatea de a încetini viteza luminii mult mai mult decât alte tipuri de materiale: în vreme ce alte materiale nu pot încetini lumina la viteze care să poată fi sesizate de ochiul uman, condensatul Bose-Einstein poate. După ce a reușit să creeze un condensat Bose-Einstein în 1997, Lene Hau și colegii ei au început să caute utilizări pentru acest tip de materie. Potrivit The Space Academy, ei și-au dat seama că pot dirija lumina prin acest condensat și că niciun alt material de până atunci nu a reușit să încetinească atât de eficient viteza luminii.

Cu ajutorul unui eletromagnet, fizicienii au suspendat într-un spațiu vidat un condensat Bose-Einstein lung de 0,2 mm, de forma unei țigări. Ei au folosit o rază laser foarte precis calibrată pentru a ilumina „țigara” dintr-o parte, apoi au lansat pulsuri laser de-a lungul condensatului Bose-Einstein. În momentul în care pulsul de lumină atingea materia condensată, încetinea și se comprima. Timp de un an, Lene Hau a perfecționat experimentul de laborator.

Cercetătoarea nu s-a mulțumit cu atât: a reușit să oprească viteza luminii

„M-am gândit: Doamne, ești prima persoană care vede lumina încetinind atât de mult”, a declarat atunci. În 1999, revistele de știință au publicat rezultatul excepțional obținut de Lena Hau și echipa ei: au încetinit viteza luminii până la 17 m/s, ceea ce înseamnă 61,2 km/h. Adică de 18 milioane de ori mai încet decât viteza luminii.

Doi ani mai târziu, după multe alte încercări și experimente, fizicienii au reușit chiar să oprească de tot un puls de lumină și să-l stocheze pentru câteva milisecunde, înainte ca lumina să se regenereze și să-și continue drumul”, a declarat cercetătoarea.

Hau a primit numeroase onoruri pentru munca sa, inclusiv Premiul Anul 2000 de la Top Danmark Foundation, Copenhaga (2000); Premiul Samuel Friedman de la Fundația Friedman, Universitatea din California (2001); Medalia Ole Romer de la Universitatea din Copenhaga (2001); Premiul NKT de la Societatea Daneză de Fizică (2001); și o diplomă onorifică de la Universitatea din Copenhaga (2001).

Ea a primit, de asemenea, Premiul Richtmyer Memorial Lecture de la Asociația Americană a Profesorilor de Fizică (2003) pentru „... dedicare față de predare și cercetare [și capacitatea ei de a susține o prelegere interesantă și informativă” și Premiul Ledlie de la Universitatea Harvard ( septembrie 2008), informează prabook.com.