私たちはしばしば“光速”というフレーズを耳にしますが、加速が増えることを考えてみてください。これは、光が通常、月から地球まで約240,000マイルを数秒で移動するためです。しかし、光が遅くなることもできると知っていましたか？
1999年、ハーバード大学の物理学者レネ・ハウは光速を1秒あたり17メートルにまで遅くすることに成功しました。実質的にラッシュアワーの交通渋滞時の車の速度と同じです。2001年までに、彼女は光を完全に止めることができました。
これはどうやって可能だったのでしょうか？
ハウは、全く新しい物質状態を発見することで光速を変えることができました。原子が低温で高真空空間内に緊密に詰め込まれると、個々の粒子としてのアイデンティティを失います。その代わりに、彼らは一体化し、単一のスーパー原子のように振る舞い始めます。
この奇妙な物質状態では、光はより人間的な次元を帯びます。ほとんど触れることができるほどです。
Lene Hau
ハウは実験の主任科学者で、実験はローランド科学研究所で行われました。チームの他のメンバーには、ザカリー・ダットン、サイラス・ベフルージ、スティーブ・ハリスが含まれます。 (Source: Harvard)
なぜ彼らはこれを研究したのか？
主な理由は新しい物質状態に対する純粋な好奇心でした。その過程で、光を遅くする実用的な用途として、新しいレーザータイプの作成や、データ、画像、さらには音声をより少ない電力とスペースで送信できる能力などが特定されました。
私たちはこの新しい物質状態に好奇心があるので研究しました。これを理解し、そこからできるすべてのことを発見したかったのです。
Lene Hau
新しい物質の容器を構築するには、ハウ’のチームに数年かかりました。その前には、すべてのパラメータが正しく機能していることを確認するために、長時間にわたる試験運転が行われました。 (Source: Harvard)
実験はどのように進んだのか？
ハウ’の研究は光速が変えられることを証明しています。実験の結果は単に肯定的なだけではありませんでした。
多くのことがうまくいく必要がありますが、結果は最終的に私たちの期待を超えました。光のビームがほとんど停止するのを見るのは魅力的です。
Lene Hau
(Source: Harvard)
これは誰かが新しい物質形態を研究しようとした初めての試みでしたか？
この質問への簡単な答えは「いいえ」です。新しい物質形態の概念は、1924年にアルバート・アインシュタインとサティエンドラ・ナート・ボースによって初めて提起されました。彼らの理論によれば、低温下で原子が十分に近づくとロックします。これがハウが波を生み出す単一の塊として呼んだものです。
この理論は1920年代から存在していましたが、実際に実現したのは1995年になってからです。ボース＝アインシュタイン凝縮は時代を先取りしていました。実現するために必要だったのは適切な技術だけでした。 (Source: Harvard)
この技術は日常生活でどのように役立つでしょうか？
このように光速を遅くすることは、物理学の原則に直接違反するわけではありません。相対性理論によれば、何も変わっていません。
しかし、光を遅くすることは、ボース＝アインシュタイン凝縮という奇妙な物質状態の理解に確実に役立ちます。古い限界を超える技術は最初は常に高価で実用的ではありませんが、やがて安くなり、扱いやすくなります。
Lene Hau
(Source: Harvard)
