Физики превысили скорость света с помощью импульсов внутри горячей плазмы

22.05.2021 8:04

Физики превысили скорость света с помощью импульсов внутри горячей плазмы

Проплывая сквозь вакуум, фотон света движется со скоростью около 300 тысяч километров в секунду. Это устанавливает жесткий предел того, насколько быстро информация может распространяться в любую точку Вселенной.

Хотя этот закон вряд ли когда-либо будет нарушен, есть особенности света, которые не действуют по тем же правилам. Манипулирование ими не ускорит нашу способность путешествовать к звездам, но они могут помочь нам расчистить путь к совершенно новому классу лазерных технологий.

Физики какое-то время жестко и быстро играли с ограничением скорости световых импульсов, ускоряя их и даже замедляя до виртуального останова, используя различные материалы, такие как холодные атомные газы, преломляющие кристаллы и оптические волокна.

На этот раз исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии и Университета Рочестера в Нью-Йорке справились с этим в горячих роях заряженных частиц, точно настроив скорость световых волн в плазме в пределах примерно одной десятой обычного светового вакуума. скорость более чем на 30 процентов выше .

Это более (и менее) впечатляюще, чем кажется.

Чтобы разбить сердца тех, кто надеется, что такое открытие доставит нас к Проксиме Центавра и обратно за считанные минуты, просто скажем, что это сверхсветовое путешествие находится в рамках законов физики. Простите.

Скорость фотона фиксируется сплетением электрических и магнитных полей, называемым электромагнетизмом. Этого не избежать, но импульсы фотонов в узких частотах также сталкиваются таким образом, что создают регулярные волны.

Ритмичные подъемы и спады целых групп световых волн проходят через вещество со скоростью, описываемой как групповая скорость, и именно эту "волну волн" можно настроить, чтобы замедлить или ускорить, в зависимости от электромагнитных условий окружающей среды.

Отрывая электроны от потока ионов водорода и гелия с помощью лазера, исследователи смогли изменить групповую скорость световых импульсов, посылаемых через них вторым источником света, притормаживая или оптимизируя их, регулируя соотношение газа и принуждение характеристик пульса к изменению формы.

Общий эффект был обусловлен преломлением полей плазмы и поляризованным светом от первичного лазера, использовавшегося для их удаления. Отдельные световые волны все еще двигались в обычном темпе, хотя их коллективный танец, казалось, ускорялся.

С теоретической точки зрения эксперимент помогает конкретизировать физику плазмы и накладывает новые ограничения на точность текущих моделей.

С практической точки зрения, это хорошая новость для передовых технологий, которые ждут своего часа, чтобы узнать, как обойти препятствия, мешающие их превратить в реальность.

Здесь больше всего выиграют лазеры, особенно безумно мощные. В лазерах старой школы используются твердотельные оптические материалы, которые, как правило, повреждаются при повышении уровня энергии. Использование потоков плазмы для усиления или изменения световых характеристик позволило бы обойти эту проблему, но чтобы извлечь из этого максимальную пользу.

Не случайно, что Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса стремится понять оптическую природу плазмы, поскольку здесь используются одни из самых впечатляющих лазерных технологий в мире.

Все более мощные лазеры - это то, что нам нужно для целого ряда приложений, от наращивания мощности ускорителей частиц до улучшения технологии чистого термоядерного синтеза.

Возможно, это не поможет нам двигаться в космосе быстрее, но именно эти открытия будут приближать нас к тому будущему, о котором мы все мечтаем.

Напомним, ранее сообщалось, что физики нагрели воду до рекордной температуры.

Источник

Редакция: | Карта сайта: XML | HTML | SM
2013-2021 © "МехКорпс — роботы и киборги". Все права защищены.