Fisikawan mematahkan kecepatan cahaya dengan pulsa di dalam plasma panas

Sebuah foton cahaya bergerak melalui perairan vakum halus dengan kecepatan sekitar 300.000 kilometer (186.000 mil) per detik. Hal ini membatasi seberapa cepat bisikan informasi dapat menyebar ke mana pun di alam semesta.

Meskipun kecil kemungkinan hukum ini akan dilanggar, ada fitur cahaya yang tidak mengikuti aturan yang sama. Memanipulasi mereka tidak akan mempercepat kemampuan kita untuk melakukan perjalanan ke bintang-bintang, tetapi dapat membantu kita membuka jalan menuju kelas teknologi laser yang benar-benar baru.

Fisikawan telah bermain keras dan cepat dengan kecepatan maksimum pulsa cahaya untuk sementara waktu, mempercepatnya dan bahkan memperlambatnya ke posisi hipotetis tetap menggunakan berbagai bahan seperti Gas atom dinginDan Kristal pembiasan, Dan Serat Optik.

Kali ini, para peneliti dari Lawrence Livermore National Laboratory di California dan University of Rochester di New York menjalankannya di dalam kawanan panas partikel bermuatan, menyesuaikan kecepatan gelombang cahaya di dalam plasma hingga sekitar sepersepuluh dari vakum cahaya biasa. . Kecepatan menjadi lebih dari 30 persen Lebih cepat.

Ini lebih – dan kurang – mengesankan daripada kedengarannya.

Untuk menghancurkan hati orang-orang yang berharap membawa kita ke Proxima Centauri dan kembali ke masa lalu untuk minum teh, perjalanan yang sangat terang ini termasuk dalam hukum fisika. Maaf.

Kecepatan foton dipertahankan dengan menjalin medan listrik dan magnet yang disebut elektromagnetisme. Ia tidak bisa menyiasatinya, tetapi pulsa foton pada frekuensi sempit juga berdesakan sedemikian rupa sehingga menciptakan gelombang biasa.

Naik turunnya ritme seluruh kelompok gelombang cahaya bergerak melalui objek dengan kecepatan yang digambarkan sebagai Kecepatan grupIni adalah “gelombang gelombang” yang dapat dimodifikasi untuk memperlambat atau mempercepatnya, tergantung pada kondisi elektromagnetik di sekitarnya.

Dengan melepaskan elektron dari aliran ion hidrogen dan helium menggunakan laser, para peneliti dapat mengubah kecepatan kelompok pulsa cahaya yang ditransmisikan melalui sumber cahaya kedua, dan mengatur rem atau menyederhanakannya dengan menyesuaikan rasio gas. dan memaksa fitur pulsa untuk mengubah bentuknya.

Efek keseluruhannya disebabkan oleh pembiasan dari bidang plasma dan cahaya terpolarisasi dari laser utama yang digunakan untuk mengupasnya. Gelombang cahaya individu masih mendekati kecepatan biasanya, bahkan saat tarian kolektif mereka tampak semakin cepat.

Dari sudut pandang teoritis, percobaan membantu mewujudkan fisika plasma dan menempatkan batasan baru pada keakuratan model saat ini.

Dalam istilah praktis, ini adalah kabar baik bagi teknologi canggih yang menunggu petunjuk tentang cara melewati rintangan untuk mengubahnya menjadi kenyataan.

Laser akan menjadi pemenang terbesar di sini, terutama jenis laser yang sangat kuat. Laser jadul didasarkan pada bahan optik solid-state, yang cenderung aus dengan peningkatan daya. Penggunaan aliran plasma Memperkuat atau mengubah sifat cahaya akan mengatasi masalah ini, tetapi untuk memaksimalkannya kita benar-benar perlu memodelkan sifat elektromagnetiknya.

Bukan kebetulan bahwa Lawrence Livermore National Laboratory sangat tertarik untuk memahami sifat optik plasma, menjadi rumah bagi beberapa laboratorium paling luas di dunia. Teknologi laser yang luar biasa.

Laser yang lebih bertenaga dibutuhkan untuk berbagai aplikasi, mulai dari menambah akselerator partikel hingga pengoptimalan Teknologi fusi bersih.

Ini mungkin tidak membantu kita bergerak di luar angkasa lebih cepat, tetapi justru penemuan-penemuan inilah yang akan mempercepat kita menuju masa depan yang kita semua impikan.

Penelitian ini dipublikasikan di Surat ulasan fisik.