Credit: Pixabay
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 vacuüm in die ene minuut een afstand van bijna 18 miljoen kilometer afgelegd. Uiteindelijk moeten dergelijke experimenten nuttig zijn voor quantumcomputers: de individuele onderdelen van licht, de fotonen, kunnen gebruikt worden om in een quantumsysteem informatie op te slaan of juist informatie uit te lezen. Door licht langer te ‘bevriezen’ kan dit proces beter worden gecontroleerd en kan quantuminformatie over grotere afstanden worden verzonden. Volgens de wetenschappers is de techniek geschikt om complexe informatie op te slaan en weer uit te lezen. De informatie wordt daarbij verwerkt in de lichtstraal die het kristal binnendringt: de Duitse onderzoekers toonden met hun experiment al aan dat het mogelijk is om een afbeelding, bestaande uit drie ‘strepen’ met licht, op te slaan in het kristal. De wetenschappers denken dat zij met enkele aanpassingen het licht nog langer tot stilstand kunnen brengen. De tijd die het licht in het kristal doorbrengt hangt namelijk af van hoe lang de atomen zich in de eerdergenoemde superpositie kunnen bevinden. Deze configuratie kan verlengd worden met een magnetisch veld: door andere combinaties te maken van het gebruikte materiaal in het kristal en het magnetisch veld moet de ondoorzichtigheid langer behouden kunnen worden. Bron: Tweakers.net.
