Скорость света — универсальная физическая константа, важная во многих областях физики. Свет движется с постоянной и конечной скоростью 186 000 миль в секунду. Но знали ли вы, что скорость света можно изменять?

В 1999 году Лене Хау, датский физик, впервые замедлила свет до 38 миль в час. Позже она смогла полностью остановить, контролировать и перемещать его.

Кто такая Лене Хау?

Лене Вестергаард Хау, физик, родившаяся в Вейле, Дания, 13 ноября 1959 года, наиболее известна своей работой по замедлению и остановке света. Она окончила Аархусский университет в Дании, получив степень бакалавра по математике, магистра по физике и докторскую степень. (Источник: Physics Today)

Исследования Лене Хау скорости света

После многих лет усилий Хау в 1999 году овладела искусством «ездить на велосипеде со скоростью света». 

Вместо того чтобы ехать быстрее, она замедлила свет до поразительных 60 километров в час, достигнув этого впечатляющего результата. Затем она сделала нечто ещё более удивительное — остановила свет в его пути.

Свет движется со скоростью 186 000 миль в секунду. Хау знала об этом, но никогда не ожидала побить рекорд по замедлению скорости света. Вскоре после этого она начала новое исследование: поиск конденсата Бозе‑Эйнштейна, совершенно нового состояния вещества.

Атомы чрезвычайно чувствительны к температуре; при нескольких миллионных долях градуса выше абсолютного нуля они теряют свою индивидуальность и сливаются.

Эта совокупность может вести себя как единый суператом при достаточно низких температурах; её называют конденсатом Бозе‑Эйнштейна в честь двух физиков, предсказавших его существование в 1924 году.

Мне было так любопытно увидеть, как выглядит это новое состояние вещества. Мы были невероятно счастливы. Мы добились успеха.

Лене Вестергаард Хау, физик

Конденсат Бозе‑Эйнштейна был окончательно получен в июне 1997 года после того, как Хау и её коллеги успешно охладили атомы.

После его создания Хау и её сотрудники начали искать применения конденсата. Они обнаружили, что могут заставить свет проходить через ранее непрозрачный конденсат, точно управляя им с помощью лазерных лучей. И они поняли, что ни один материал ранее не был найден, способный задерживать свет так же эффективно, как обработанный конденсат.

С помощью электромагнита конденсат в виде сигары длиной 0.2 мм был подвешен внутри вакуумной камеры. Они использовали точно откалиброванный лазерный луч, чтобы осветить сигару сбоку, а затем выпустили импульс лазерного света вдоль её длинной оси.

Как только импульс коснулся модифицированного конденсата, он замедлился и сжался. В течение года Хау работала ночами в лаборатории, совершенствуя свою методику замедления света. Наконец, в марте 1998 года она начала замечать замедление света.

Я подумала: «Боже, ты первый человек, который видит, как свет движется так медленно».

Лене Вестергаард Хау, физик

Она обнаружила, что движется быстрее своих световых лучей, когда этим летом летела в Копенгаген. Осенью того же года она опубликовала свои результаты, когда ей удалось заставить свет двигаться со скоростью велосипеда.

Её команда продвинула исследование в этом году, успешно остановив весь свет внутри конденсата Бозе‑Эйнштейна. Учёные сразу же выключили связующий лазер, как только световой импульс был полностью сжат и захвачен в конденсате. После этого свет оказался заперт внутри. Исходный световой импульс вышел из другого конца, когда они снова включили связующий лазер. (Источник: Physics Central)