Ученые-физики из Австралийского национального университета провели уникальный эксперимент, в ходе которого сумели остановить поток света и добиться так называемого эффекта стоячей волны.
Стоя?чая волна? — явление интерференции волн, распространяющихся в противоположных направлениях, при котором перенос энергии ослаблен или отсутствует.
Стоячая волна (электромагнитная) — периодическое изменение амплитуды напряженности электрического и магнитного полей вдоль направления распространения, вызванное интерференцией падающей и отраженной волн.
Стоячая волна — колебательный (волновой) процесс в распределённых колебательных системах с характерным устойчивым в пространстве расположением чередующихся максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) амплитуды. Такой колебательный процесс возникает при интерференции нескольких когерентных волн.
Например, стоячая волна возникает при отражении волны от преград и неоднородностей в результате взаимодействия (интерференции) падающей и отражённой волн. На результат интерференции влияют частота колебаний, модуль и фаза коэффициента отражения, направления распространения падающей и отраженной волн друг относительно друга, изменение или сохранение поляризации волн при отражении, коэффициент затухания волн в среде распространения. Строго говоря, стоячая волна может существовать только при отсутствии потерь в среде распространения (или в активной среде) и полном отражении падающей волны. В реальной же среде наблюдается режим смешанных волн, поскольку всегда присутствует перенос энергии к местам поглощения и излучения. Если при падении волны происходит её полное поглощение, то отраженная волна отсутствует, интерференции волн нет, амплитуда волнового процесса в пространстве постоянна. Такой волновой процесс называют бегущей волной.
Примерами стоячей волны могут служить колебания струны, колебания воздуха в органной трубе; в природе — волны Шумана. Для демонстрации стоячих волн в газе используют трубу Рубенса.
-
Двумерная стоячая волна на упругом диске. Основная мода.
-
Более высокая мода стоячей волны на упругом диске.
“Скорость света составляет 300 тысяч километров в секунду, свет нельзя догнать с помощью собственного ускорения, но можно двигаться быстрее него, если замедлить его скорость”, – рассказал в интервью телекомпании ABC один из авторов работы профессор Бен Баклер. Он пояснил, что для такого “светового замедления” ученые направили лазерный луч на атомы рубидия, которые начали поглощать и эмитировать свет на постоянной основе. “В результате мы получили облако неподвижного света”, – продолжил рассказ Баклер. Он напомнил, что в прошлом физикам уже удавалось останавливать поток света на короткий промежуток времени, однако участники австралийского эксперимента “сумели добиться именно “стационарного света” (stationary light), при котором происходит самостабилизация световых волн”.
По мнению другого участника эксперимента Джесси Эверетта, полученные результаты помогут решить проблему т.н. квантового логического вентиля, над которой бьются создатели квантового компьютера. “В основе теории квантовых вычислений лежит идея взаимодействия двух элементарных частиц – фотонов, – рассказал ученый. – Данное взаимодействие является очень слабым, и удерживая частицы в одном и том же месте, мы сможем увеличить его силу, что позволит провести измерения”.
“Заставить фотоны “говорить” друг с другом крайне трудно, – признал Бен Баклер. – Если мы сумеем сделать фотон неподвижным, то получим возможность заставить его сильнее взаимодействовать с другим стационарным фотоном. Таким образом мы создадим работающий базовый структурный элемент квантового компьютера”.
Информация о работе австралийских ученых опубликована в журнале Nature Physics.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: