Forscher schleppen ein grünes Laserlicht, indem sie es in einem Rubinkristall verlangsamen und dann mit 3.000 U / min drehen.
Grüner Laser. Bildnachweis: CILAS
Die meisten Menschen mögen denken, die Lichtgeschwindigkeit sei konstant, aber dies ist nur in einem Vakuum wie dem Weltraum der Fall, in dem es sich mit einer Geschwindigkeit von 671 Millionen Meilen pro Stunde fortbewegt. Wenn sich Licht jedoch durch verschiedene Substanzen wie Wasser oder Feststoffe bewegt, verlangsamt sich seine Geschwindigkeit, wobei sich verschiedene Wellenlängen (Farben) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen. Es ist auch beobachtet worden - aber nicht allgemein anerkannt -, dass eine sich bewegende Substanz wie Glas, Luft oder Wasser Licht durchdringen kann - ein Phänomen, das erstmals von Augustin-Jean Fresnel im Jahr 1818 vorhergesagt und hundert Jahre später beobachtet wurde.
Der grüne Laser verlässt den Rubinkristall. Bildnachweis: University of Glasgow
Miles Padgett von der School of Physics und Astronomy Optics Group sagte:
Die Lichtgeschwindigkeit ist nur im Vakuum konstant. Wenn Licht durch Glas wandert, zieht die Bewegung des Glases auch das Licht mit sich.
Wenn Sie ein Fenster so schnell wie möglich drehen, wird das Bild der Welt dahinter voraussichtlich ein wenig gedreht. Diese Drehung wäre ungefähr ein Millionstel Grad und für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.
Die Glasgower Forscher verwendeten das Licht eines grünen Lasers und leuchteten ein elliptisches Bild durch einen Rubinkristallstab, der sich mit bis zu 3.000 U / min um seine Achse drehte. Als das Licht zum ersten Mal in den Rubin eindrang, verlangsamte sich seine Geschwindigkeit auf ungefähr die Schallgeschwindigkeit (ungefähr 120 km / h). Die Drehbewegung des Stabes zog das Licht mit sich und drehte das Bild um fast fünf Grad - groß genug, um es mit bloßem Auge zu sehen.
Sonja Franke-Arnold, die auf die Idee kam, langsames Licht in Rubin zu verwenden, um den Photonenwiderstand zu beobachten, sagte:
Wir wollten hauptsächlich ein grundlegendes optisches Prinzip demonstrieren, aber diese Arbeit hat auch mögliche Anwendungen. Bilder sind Informationen, und die Fähigkeit, ihre Intensität und Phase zu speichern, ist ein wichtiger Schritt für die optische Speicherung und Verarbeitung von Quanteninformationen, um potenziell das zu erreichen, was kein klassischer Computer jemals erreichen kann.
Die Option, ein Bild um einen festgelegten beliebigen Winkel zu drehen, bietet eine neue Möglichkeit zum Codieren von Informationen, auf die bisher kein Bildcodierungsprotokoll zugreifen konnte.
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Fazit: Forscher der Universität Glasgow konnten Licht schleppen, indem sie es zunächst auf die Schallgeschwindigkeit eines Rubinkristalls verlangsamten und dann mit 3.000 U / min drehten. Die Ergebnisse ihrer Studie erscheinen in der Ausgabe vom 1. Juli 2011 Wissenschaft.