Jacob Hoover
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La luce si muove velocemente. Questo è un po 'l'intero punto luce, almeno il modo in cui la maggior parte delle persone lo pensa. La luce attraversa i 93 milioni di miglia tra la Terra e il sole in soli 8 minuti, trasporta le informazioni in tutto il mondo quasi istantaneamente e la sua velocità massima di 186.000 miglia al secondo (300.000 chilometri / s) risulta essere il limite di velocità assoluto dell'intero universo.
Ma ci sono alcuni fisici interessati a trasformare quel tratto di luce sulla sua testa e rallentarlo fino in fondo. E in un nuovo articolo, pubblicato il 3 gennaio sulla rivista Physical Review Letters e su arXiv, un team di ricercatori ha dimostrato che la luce potrebbe fermarsi in modo assoluto in certi "punti eccezionali".
Questa non è la prima tecnica che gli scienziati hanno escogitato per rallentare la luce. Già nel 2001, un articolo pubblicato sulla rivista Nature (e spiegato sul New York Times) mostrava che la luce poteva essere impressa su atomi super raffreddati in modo tale da fermarsi completamente, quindi essere spinta da un secondo impulso di luce dentro continuando per il suo allegro cammino. [I 18 più grandi misteri irrisolti in fisica]
Ma la tecnica descritta in questo articolo del 3 gennaio non si basa su atomi super raffreddati o luce impressa. Invece, si basa su alcune stranezze divertenti di come le onde - comprese le onde luminose - si comportano in circostanze insolite di "punti eccezionali".
Un punto eccezionale è un luogo in cui due complessi schemi di lunghezze d'onda che si specchiano a vicenda si incontrano, fondendosi in uno schema o nell'altro, a seconda del modo in cui stanno viaggiando.
Analizziamolo:
Potresti aver sentito che la luce è un'onda e ci sono buone probabilità che tu la immagini come un'onda abbastanza semplice, come questa:
Ma la realtà è che le onde nel mondo reale - che siano fatte di luce, suono o vibrazioni quantistiche - sono forme tridimensionali molto più ricche e complesse che cambiano costantemente, a seconda delle proprietà del contenitore attraverso cui si muovono.
Mettendo a punto le proprietà del contenitore in questo modo, gli scienziati hanno capito come far collassare un'onda complessa nel suo gemello specchio. Questo fenomeno si verifica in punti eccezionali, o punti attorno ai quali le onde mostrano comportamenti eccezionalmente bizzarri. Spara un raggio di luce e il suo specchio gemello attraverso il punto in un senso, ed entrambi emergeranno con l'aspetto del raggio di luce originale. Sparateli dall'altra parte ed entrambi emergeranno con l'aspetto dell'onda speculare.
In questo articolo, gli scienziati hanno dimostrato che, in teoria, le proprietà del punto eccezionale e dei fasci di luce potrebbero essere sintonizzati in modo tale che la luce smetterebbe di muoversi completamente in questo punto eccezionale. Cambia di nuovo le proprietà e i fasci di luce e la luce continuerà per il suo modo allegro.
Per molto tempo, gli scienziati hanno pensato che i punti eccezionali fossero concetti puramente teorici. Ma nel 2010, i ricercatori sono stati in grado di costruirne uno nel mondo reale sparando microonde attraverso una scatola di metallo appositamente costruita, facendo sì che i modelli d'onda cambiassero da una modalità all'altra.
I ricercatori non hanno ancora costruito un punto eccezionale per fermare la luce nel mondo reale e resta da vedere se qualcuno lo farà. In una dichiarazione del team dietro il documento sui punti eccezionali che interrompono la luce, i ricercatori hanno affermato che il loro prossimo passo è capire se punti eccezionali simili potrebbero fermare altri tipi di onde, come il suono, nelle loro tracce..
Lungo la strada, il team ha scritto in questo articolo, si aspettano che la ricerca di punti eccezionali aiuti a risolvere importanti problemi nella meccanica quantistica e indicare la strada verso nuove tecnologie che si basano sulla flessione e sulla formazione delle onde.