Учените забавиха светлината до 60 километра в час

Скоростта на светлината във вакуум е абсолютната граница на скоростта във Вселената. Според работата на Айнщайн нищо не може да се движи по-бързо от 299 792 километра в секунда, тъй като за целта би било необходимо безкрайно количество енергия.

Това обаче не означава, че светлината не може да бъде забавена при подходящо стечение на обстоятелствата. Във вода например светлината се забавя до 225 000 километра в секунда, но това далеч не е най-бавното. През 1998 г. учените успяха да я забавят до едва 17 метра в секунда, или малко смущаващите 61,2 километра в час.

Забавянето обаче не е крайната цел на експеримента. Екипът е искал да изследва кондензацията на Бозе-Айнщайн (КБА) – състояние на материята, за което за първи път е изказана хипотеза от Алберт Айнщайн въз основа на работата на теоретичния физик Сатиендра Нат Бозе. Когато газ от бозони – субатомни частици – се охлади до температури, близки до абсолютната нула, се образува единен квантов обект, за който често се казва, че действа като един атом.

Така чрез това странно ново състояние на материята, създадено за първи път в реалния свят през 1995 г., получаваме макроскопичен поглед върху квантовото поведение.

Притежава множество странни свойства, включително нулев вискозитет (съпротивление при изливане) – тоест, ако огладеният бозонен газ попадне в чаша, ще „изпълзи“ по стената на чашата. Той може да поддържа и вихри, от които да се създадат аналогови черни дупки, и да експлодират по начин, подобен на свръхнова, наречен бозенова. Съвсем ясно е защо бихме искали да изучаваме тези неща.

През 1998 г. учени от Научния институт Роуланд създават КБА чрез преохлаждане на натриеви атоми във вакуумна камера. Първо те изстрелват лазерни лъчи (движещи се с обичайната скорост на светлината) към натрия, като забавят частиците му, докато те поглъщат фотони. След като са така забавени, са поставени в друг масив от лазери, където частиците са били отблъснати в обратна посока, от която са дошли, което допълнително ги е забавило (и охладило). (Самият облак газ е поддържан на място от мощно магнитно поле.) (Това е да се прави наука, мили деца.)

След като всичко това е направено и е образуван облак от така желания кондензат, екипът изстрелва един лазер по цялата му ширина, за да създаде квантова интерференция, докато втори лазер е изстрелян по цялата му дължина. При тези условия светлината се забавя драстично.

„Получихме скорост на светлината от 17 метра в секунда в атомния облак, който е почти чист Бозе-Айнщайнов кондензат (кондензатната фракция е ⩾90%)“, пише екипът за своя експеримент. „Дали облакът остава кондензат по време на и след разпространението на импулса е въпрос, който е извън обхвата на този текст.“

Макар и удовлетворителен, екипът осъзнава, че може да се справи и по-добре.

„Скоро след това успяхме да спрем напълно светлинен импулс в атомен облак, охладен до температура малко над температурата на прехода за КБА“, обяснява екипът на уебсайта на лабораторията Хау. „В момента, в който светлинният импулс бе забавен, компресиран и задържан в атомната проба, ние изключихме лазерите и ги включихме отново в по-късен момент. При повторното включване светлинният импулс се регенерира: тоест можем да спрем и контролирано да регенерираме светлинния импулс.“