كيف تمكنت عالمة فيزياء دانمركية ابطاء سرعة الضوء؟

سرعة الضوء ثابتة في كوننا. في الفراغ، ينتقل الضوء بسرعة 186.282 ميلاً في الثانية. سرعة الضوء هي أسرع ما يمكن أن يحدث في الكون. يمكن اعتباره الحد الأقصى لسرعة كل شيء. معظم الوقت، يميل الضوء إلى البقاء بهذه السرعة. لا يسير بشكل أسرع، ونادرًا ما يسير بشكل أبطأ. ومع ذلك، تمكنت عالمة فيزيائية دنماركية من التلاعب بالضوء وإيقاف مساراته.

لين هاو من الدنمارك عالمة فيزياء مشهورة عالميًا لعملها مع الضوء. أصبحت هاو أول من نجح في إبطاء الضوء في عام 1999، ومنذ ذلك الحين تمكنت من إيقافه وتحريكه. لكن كيف يمكنها القيام بهذه الحيل الرائعة؟ صدق أو لا تصدق، لا يوجد سحر – مجرد علم.

استخدام الأدوات والتقنيات الخاصة

من أجل إبطاء سرعة الضوء، كان على هاو إنشاء مجموعة معقدة. كان على هاو تبريد الذرات في الهواء إلى درجات حرارة منخفضة للغاية بالقرب من الصفر. تسبب هذا في تحول الذرات إلى مكثفات بوز-أينشتاين، وهي حالة من المادة حيث تبرد الذرات إلى ما يقرب من الصفر معًا على مستوى كمي.

السبب الذي جعل هاو تحتاج إلى مكثف بوز-أينشتاين من أجل معالجة الضوء يتضمن الكثير من الفيزياء المعقدة. نظرًا لأن الذرات الموجودة في مكثفات بوز-أينشتاين تتجمع معًا على المستوى الكمي، فإنها تعمل جميعًا معًا كـ”ذرة فائقة” واحدة. كما اتضح، فإن هذا النوع من الذرة الفائقة جيد في إبطاء الضوء، مقارنة بالمواد الأخرى. في حين أن المواد الأخرى لا يمكنها إبطاء الضوء بدرجة كافية لتكون ملحوظة للعين البشرية، فإن مكثفات بوز-أينشتاين يمكنها ذلك.

يمكن لسرعة الضوء الإجابة على أسئلة حول كوننا

لماذا نبطأ الضوء في المقام الأول؟ بخلاف كونها خدعة حفلات رائعة، يمكن أن تساعدنا تجارب ضوء الموجات فوق الصوتية في اكتشاف المزيد عن مفاهيم الفيزياء المعقدة. وفقًا للين هاو، يحتوي الضوء البطيء على مجموعة متنوعة هائلة من التطبيقات. يمكن استخدام الضوء الذي تم إبطائه أو إيقافه يومًا ما في أجهزة الكمبيوتر المستقبلية لحمل المعلومات. سيسمح هذا بأنظمة الحوسبة البصرية بالكامل، والتي من المحتمل أن تعالج المعلومات بشكل أسرع مما رأيناه من قبل. قد تحصل الاتصالات اللاسلكية أيضًا على زيادة في السرعة.

تشمل التطبيقات الأخرى للضوء الذي تم التلاعب به تجارب تهدف إلى الإجابة على بعض أهم الأسئلة في الفيزياء. كما تقول هاو “كان الهدف هو البحث الأساسي، أي تعلم أشياء جديدة عن الطبيعة. على المدى الطويل… قد نتمكن من استخدامه في مجالات مثل معالجة المعلومات في مجالي المعلومات الكلاسيكية والمعلومات الكمومية.”

إقرأ أيضا

الرئيس الأمريكي الوحيد الذي كان أسير حرب