14 december 2017

Wetenschappers brengen licht een minuut lang tot stilstand

lichtstraal

Duitse onderzoekers hebben met behulp van een laser en kristal een lichtbundel een minuut lang tot stilstand kunnen brengen. De techniek moet in de toekomst gebruikt worden om in quantumcomputers data op te slaan en weer uit te lezen. Het onderzoek werd door wetenschappers van de universiteit in Darmstadt gepubliceerd in Physical Review Letters.

Om het licht tot stilstand te brengen werd de temperatuur in de experimentele omgeving verlaagd tot ongeveer -268 graden, niet ver boven het absolute nulpunt. Vervolgens werd met een laser op een kristal geschenen dat normaal geen licht doorlaat: dat bracht de atomen in het kristal in een quantummechanische superpositie waardoor ze ontvankelijk werden voor licht in een bepaald aantal frequenties.

Daardoor kon een tweede lichtbundel, bestaande uit deze frequenties, het kristal binnendringen. Vervolgens werd de laser uitgezet, waardoor het kristal weer volledig ondoorzichtig werd en het licht dus opgesloten zat.

Met deze techniek slaagden de Duitse wetenschappers erin om het licht een minuut lang op zijn plek te houden. Dat betekent een aanzienlijke verbetering van het vorige record, dat op 16 seconden stond. Normaal gesproken had het licht in vacu

Reacties

  1. Zou het niet kunnen dat het licht binnen het kristal nog steeds met de lichtsnelheid reist?
    Met de lage temperatuur wordt enig trillen van de atomen in het kristal tegengegaan. Door het te bombarderen met gebundeld licht worden atomen uit hun positie gebracht. Omdat ze daarna op allerlei andere plaatsen kunnen zijn open je de poorten der onzekerheid. Is het kristal nog wel ondoorzichtig? Hoe zijn de kristallen nu gerangschikt? Dat is de kwantummechanische superpositie.
    De atomen van het kristal die door de laserstraal in de superpositie werden gebracht zijn ineens overal. Maar ze zijn ook nergens. En waar ze niet zijn, kunnen ze ook de fotonen niet tegenhouden. Voila, de virtuele deur staat wagenwijd open. En hoe hard je hem daarna ook dichtslaat, zolang je ze daarna niet in de boeien slaat (en Heisenberg heeft duidelijk gemaakt dat dat niet kan) maken de fotonen zich als de bliksem uit de voeten. Binnen het kristal weliswaar, maar voor de snelheid maakt dat niet uit.
    Wat namelijk voor de in de superpositie gebrachte atomen geldt, geldt zeker voor de fotonen. Men weet immers niet precies waar de fotonen zich in het kristal bevinden. De lage temperatuur heeft daar natuurlijk geen invloed op. Dat betekent – volgens de Kopenhaagse interpretatie – dat ze overal kunnen zijn waar het waarschijnlijk is. De dubbele spleet experimenten van Young maakten duidelijk dat de fotonen zich in de vorm van een waarschijnlijkheidsgolf ook daadwerkelijk op al die posities bevinden. Je zou ook kunnen zeggen dat de fotonen zich met de lichtsnelheid verplaatsen van de ene mogelijke positie naar de andere en dus nooit tot stilstand komen.

Laat wat van je horen

*