Швейцарские физики могут управлять скоростью света в оптоволокне
Швейцарские физики из Лаборатории нанофотоники и метрологии при Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) научились управлять скоростью света в оптоволоконном кабеле.
Опыты по замедлению света ставились и раньше. В некоторых случаях свет удавалось замедлить в миллионы раз. Однако для этого требовались пропускать свет через особую среду — ультрахолодный газ или специальным образом подготовленный кристалл. Швейцарские ученые смогли избавиться от кучи сложного и дорогостоящего оборудования, научившись замедления свет в обычном оптоволоконном кабеле.
В основу эксперимента был положен так называемый эффект вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна. Он проявляется, когда свет идет через среду с периодическими вариациями коэффициента преломления, которые играют роль дифракционной решетки, меняя условия распространения света. Создать такие вариации может, например, гиперзвуковая волна. Швейцарские физики использовали для создания нужных условий интенсивный лазерный луч.
Это противоречит привычному мнению о том, что световые лучи, пересекаясь, не взаимодействуют друг с другом. Достаточно интенсивный световой импульс может изменять свойства самой среды и тем самым оказывать влияние на другие пучки света. В итоге скоростью одного луча света можно управлять при помощи второго лазерного луча. В частности, в проведенном эксперименте скорость света удалось уменьшить в 3,6 раза.
Авторы эксперимента утверждают, что их метод работает в широком диапазоне частот, включая, разумеется, и те, что используются в телекоммуникационной отрасли. Последняя, как известно, изрядно страдает из-за необходимости на каждом коммутаторе преобразовывать оптические сигналы в электрические и обратно. В последнее время достигнут прогресс в разработке оптических коммутаторов, однако они не могут правильно работать, если на вход одновременно поступает два пакета. Один из пакетов необходимо задержать, по крайней мере, на время прохождения другого. Ячеек памяти, в которых можно было бы хранить световой сигнал, не существует. Поэтому единственный способ развести пакеты по времени — задержать прибытие одного из них к месту назначения. Оптоволокно с регулируемой скоростью света как нельзя лучше подходит для решения этой задачи.
В пресс-релизе EPFL также говорится о том, что в эксперименте удалось не только уменьшить, но и увеличить скорость света. Это вполне возможно, если учесть, что свет по отповолокну распространяется медленнее, чем в вакууме. Однако авторы пресс-релиза вскользь упоминают о том, что в эксперименте удалось также превзойти скорость света в вакууме. Сделано это, по большому счету, для красного словца, точнее ради броского заголовка. Уже в следующей фразе отмечается: мол, ни один Эйнштейн в опыте не пострадал, поскольку сверхсветовую скорость имела "только часть сигнала".
Можно лишь догадываться, что означает эта мутная формулировка. Вероятно, она намекает на разницу между групповой и фазовой скоростями светового пакета. В том, что фазовая скорость в определенных случаях может превышать скорость света в вакууме, нет ничего нового. Однако она никак не связана со скоростью передачи энергии или информации, которую характеризует групповая скорость волнового пакета.
Последние новости
