|
Tinh thể ruby làm chậm tốc độ ánh sáng tới 57m/s. |
“Kìm chân ánh sáng” là mục tiêu của giới khoa học trong nhiều năm qua Tuy nhiên, trước nay người ta chỉ có thể thực hiện điều đó ở nhiệt độ cực thấp và trong môi trường khí lạ. Một nhóm nghiên cứu tại New York nay đã bắt được các photon ánh sáng đi với tốc độ của... tàu hoả, chỉ nhờ vào các viên ruby trong nhiệt độ phòng.
Robert Boyd và cộng sự tại Đại học Rochester đã sử dụng một tia laser chiếu qua một tinh thể ruby, khiến nó trở nên trong suốt với ánh sáng (tức là cho ánh sáng trong một dải phổ cực hẹp nào đó đi qua). Kỹ thuật này được gọi là phương pháp đốt cháy tạo hố quang phổ (spectral hole burning), vì nó mở ra một "cửa sổ" trên những loại vật chất vốn cản đường đi của ánh sáng. Khi chiếu qua cửa sổ này, trong điều kiện chân không, ánh sáng sẽ giảm tốc độ từ 300.000 km/giây xuống mức chỉ còn 57 mét/giây.
Tuy nhiên, quá trình làm chậm này không thực sự hoàn toàn. Không phải tất cả các photon ánh sáng đều chạy xuyên qua ruby với tốc độ 57 mét/giây, mà đó là tốc độ trung bình của một nhóm photon trong một xung sáng - được gọi là vận tốc nhóm của xung sáng (điều ngạc nhiên là 3 năm trước đây, các nhà vật lý đã tìm thấy một vận tốc nhóm nhanh hơn tốc độ của ánh sáng trong chân không).
Ánh sáng đã làm chậm có thể được sử dụng trong công nghệ viễn thông và các mạng máy tính, trong đó thông tin có thể được chuyển tiếp giữa các mạch điện và đường cáp quang. Người ta cũng có thể làm chậm hoặc dừng hẳn ánh sáng để đồng bộ hoá hoặc lưu trữ nó.
Ánh sáng, có tốc độ vô địch trong chân không, bay chậm lại khi nó phải di chuyển qua các vật chất khác như nước hay khí, nhưng ở mức rất nhỏ. Năm 1999, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Harvard đã làm chậm các xung sáng tới chỉ còn 17 mét/giây: tức là xấp xỉ tốc độ của tay đua xe đạp nhanh nhất. Họ bắn một chùm laser qua một đám hơi natri đã được làm lạnh tới gần độ không tuyệt đối, khoảng -273 độ C. Chùm sáng thứ hai được chiếu qua đám hơi này sẽ bị giảm vận tốc đi nhiều. |