Цивилизация
Российские ученые математически описали самоостановку света, при которой световые импульсы замедляются в миллионы раз вплоть до полной остановки. Статья об этом опубликована в Physical Review Letters.
Фотоны, из которых состоит свет и другое электромагнитное излучение, не имеют массы покоя. В связи с этим, согласно современным физическим теориям, они не могут остановиться, а способны лишь двигаться со скоростью света.
Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и их коллеги создали математическую модель, описывающую остановку света.
«Эта удивительная ситуация может происходить, если фотоны движутся в определенных нелинейных средах, которые называют резонансными. Они обладают собственным свечением с такой же частотой, какую имеют попадающие на них фотоны. Благодаря этому колебания света поглощаются частицами среды, что приводит к передаче большого количества энергии от света материи. Одновременно возможен и обратный процесс передачи энергии от вещества свету», — сказал член-корреспондент РАН и сотрудник ФТИ имени А. Ф. Иоффе Николай Розанов.
Остановку фотонов авторы исследовали на примере сверхкоротких световых импульсов, испускаемых лазерами. казалось, Выяснилось, что при проходе через резонансно поглощающую среду частицы начинают взаимодействовать с ней и формируют сильно связанные состояния возбужденной материи и света. Их, в свою очередь, можно рассматривать как новую частицу. Среда будто бы обволакивая свет, создает «одетые фотоны», и эта оболочка из вещества придает фотонам массу. Затем эти частицы могут вести себя по-разному: продолжить двигаться в прежнем направлении с высокой скоростью, вплоть до скорости света, или изменить направление, или снизить скорость до нуля. Стоит отметить, что с физической точки зрения речь идет о поглощении света веществом и последующем испускании, а не о движении фотонов в пустом пространстве, которое всегда происходит со скоростью света.
Описанный эффект имеет ценность для академической науки, но может иметь и практические приложения. Например, можно нацелить свет на определенные объекты, расположенные внутри самой среды.