Stolica.ru
    Реклама Rambler's Top100 Service     Все Кулички
 
Заневский Летописец
 
    Виртуальный орган невиртуальной жизни
05.02.2001         N 479   

"Остановленный" фотон

     Некоторые выдержки из статьи, опубликованной в альманахе "Лебедь".

     В ней (статье) есть какая-то философско-физическая неточность, которую я бы просил прояснить наших физиков. Мне кажется, что ни о каком остановленном фотоне (тем более - ускоренном) не может идти речи, ибо он не имеет массы покоя, а только массу движения, причем только с постоянной скоростью света в вакууме. То, что скорость света в среде (в воде, например) меньше, чем вакууме - давно известно. Но не за счет торможения фотона, а за счет того, что он поглощается и тут же снова испускается неисчислимыми триллионами молекул (или атомов). Вот эти нано и пикосекунды, потраченные на излучение-поглощение, складываясь, и дают наблюдаемый суммарный эффект уменьшения скорости света в среде.

     Работа Михаила Лукина с коллегами (группа Уолсворта-Лукина) , произведенная у нас Бостоне - выдающийся эксперимент, как я понимаю, заключающийся в том, что удалось на время примерно равное одной тысячной секунды поглотить атомами рубидия фотоны, сохранить в них (атомах) информацию, содержащуюся в фотоне, а затем "высвободить эту информацию с помощью нового светового импульса для ее последующей передачи", то есть, излучить тот же самый фотон, который был ранее поглощен. Вот именно этот эффект и называется несколько по-журналистски "остановленным" или "замершим" фотоном.

     Если я в чем-то ошибся, прошу поправить и дать более точную интерпретацию.

     Валерий Лебедев

     В середине января в мировых СМИ прокатилась волна публикаций, посвященных очередной громкой научной сенсации: двум независимым группам физиков, работавшим в США, удалось полностью остановить в специальной среде луч света. Многие издания, находясь под впечатлением от эффектного словосочетания "остановленный свет", пустились во все тяжкие, сливая в одном флаконе всевозможные научно-фантастические концепции вроде скорой остановки времени и полной ревизии теории относительности.

     Между тем, если попытаться разобраться в существе вопроса, воздерживаясь от ненужных эмоций, на выходе получается пока не так уж много - безусловно, достигнутые в США результаты являются большим успехом современной науки, однако, во-первых, они вовсе не сотрясают ее основы, оставляя нетронутым аксиоматический фундамент нынешней физики, а во-вторых, их можно считать, хотя и наиболее громким, но лишь одним из ряда достижений в стремительно развивающейся научной области - нелинейной оптике.  

     Первым практическим доказательством эффективности теоретических моделей, активно разрабатывавшихся различными группами ученых на протяжении последнего десятилетия, стали эксперименты датчанки Лин Хау и ее сотрудников, проведенные в начале 1999 года, в ходе которых удалось замедлить скорость световой волны (около трехсот тысяч километров в секунду для вакуума) в натриевом газе более чем на шесть порядков - до 17 метров в секунду. Для этого физики предварительно охлаждали натрий, помещенный в электромагнитное поле, до сверхнизкой температуры - одной пятидесятимиллионной градуса по Кельвину (т. е. практически до абсолютного нуля или до -273,15 градуса по Цельсию). При этих условиях вещество превращается в так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.

     В этом конденсате импульсы "замороженных" атомов стремятся к нулю, что приводит, согласно знаменитому соотношению неопределенностей Гейзенберга, к "размазыванию" их точного местоположения. В результате, атомы как бы перекрываются со своими соседями, образуя "суператом" с одной, общей для всех частиц волновой функцией. Одно из важнейших свойств таких "суператомов" - их способность быть прозрачными для световых лучей строго определенных длин волн. Используя оригинальную методику обработки конденсата двумя последовательными лазерными пучками, группа Лин Хау получила на выходе световой луч, обладающий такой чудовищно медленной скоростью.

     Следующим важным этапом в серии экспериментов по демонстрации необычных свойств света стали прошлогодние опыты Лицзюнь Вана в Принстоне. По утверждениям американского ученого китайского происхождения, используя схожие методики (лазерный луч пропускался сквозь наполненную парами цезия камеру), его группа добилась обратного эффекта: колоссального превышения скорости света в вакууме - по данным экспериментаторов, более чем в триста раз! Особая пикантность опыта Вана заключалась в том, что тем самым как бы нарушался незыблемый закон причинно-следственной связи - "стороннему наблюдателю" (если, конечно, здесь применим данный термин) могло показаться, что световой луч покидает пределы "газовой камеры" раньше, чем он туда попадает.  

     Тигран Оганесян

     Хотелось бы отметить изящную осторожность последнего абзаца:
гипотетическому "стороннему наблюдателю" "могло бы показаться" "нарушение" "незыблемых законов мироздания".
     Мало ли что может показаться "стороннему наблюдателю"?
     И сколько уже "незыблемых законов" было отвергнуто и забыто?
     А мироздание, надо сказать, от этого даже не пошатнулось.
     Я полагаю, что оно устоит и в нашем случае.

    Но все-таки крайне любопытно: какую информацию может содержать в себе отдельный фотон? Кроме той, что он есть или его нет?

    А. Смирнов


Обложка      Предыдущий номер       Следующий номер
   А Смирнов    ©1999-2001
Designed by Julia Skulskaya © 2000