كثيرا ما نسمع عبارة "سرعة الضوء" نفكر في زيادة التسارع. وذلك لأن الضوء ينتقل عادةً حوالي 240,000،XNUMX ميل من القمر إلى الأرض في ثوانٍ. لكن هل تعلم أنه يمكن أيضًا أن يتباطأ؟
في عام 1999 ، تمكن ليني هاو ، الفيزيائي بجامعة هارفارد ، من إبطاء سرعة الضوء إلى 17 مترًا في الثانية. عمليا سرعة السيارة أثناء حركة المرور في ساعة الذروة. بحلول عام 2001 ، تمكنت من إيقاف الضوء تمامًا.
You might also enjoy: لا ينتج الإشعاع في محطة الطاقة النووية كهرباء. تقوم بتسخين الماء في البخار الذي يقوم بتشغيل توربين ينتج الكهرباء.
كيف كان هذا ممكنا؟
كان Hau قادرًا على تغيير سرعة الضوء من خلال اكتشاف حالة جديدة تمامًا للمادة. عندما يتم تجميع الذرات معًا بإحكام في درجات حرارة منخفضة داخل مساحة فراغ عالية ، فإنها تفقد هويتها كجزيئات فردية. بدلاً من ذلك ، يتشكلون معًا ويبدأون في التصرف مثل ذرة عظمى واحدة.
في هذه الحالة الغريبة للمادة ، يأخذ الضوء بعدًا أكثر إنسانية ؛ يمكنك لمسها تقريبًا.
ليني هاو
كان هاو هو العالم الرئيسي في التجربة التي أجريت في معهد رولاند للعلوم. ومن بين أعضاء الفريق الآخرين ؛ زكاري داتون ، سايروس بهروز وستيف هاريس. (مصدر: جامعة هارفارد)
لماذا درسوا هذا؟
كان السبب الرئيسي هو الفضول المطلق حول الحالة الجديدة للمادة. خلال هذه العملية ، تمكنوا من تحديد العديد من الاستخدامات العملية لإبطاء الضوء والتي تضمنت إنشاء أنواع جديدة من الليزر والقدرة على نقل البيانات والصور وحتى الصوت بقدرة ومساحة أقل.
لقد فعلناها لأننا مهتمون بهذه الحالة الجديدة للمادة. أردنا أن نفهمها ، لاكتشاف كل الأشياء التي يمكن فعلها بها.
ليني هاو
استغرق بناء الحاوية للمادة الجديدة عدة سنوات ليبنيها فريق Hau. وقد سبق ذلك سلسلة من عمليات التشغيل التجريبية لساعات طويلة للتأكد من أن جميع المعلمات تعمل بشكل صحيح. (مصدر: جامعة هارفارد)
كيف سارت التجربة؟
تثبت دراسة هاو أن سرعة الضوء يمكن أن تتغير. كانت نتائج التجربة أكثر من مجرد إيجابية.
هناك أشياء كثيرة يجب أن تسير على ما يرام ، لكن النتائج فاقت توقعاتنا في النهاية. إنه لأمر رائع أن ترى شعاع من الضوء يكاد يصل إلى طريق مسدود.
ليني هاو
(مصدر: جامعة هارفارد)
هل كانت هذه هي المرة الأولى التي حاول فيها أي شخص دراسة شكل جديد للمادة؟
الجواب السريع على هذا السؤال هو لا. طرح ألبرت أينشتاين وساتيندرا ناث بوس فكرة الشكل الجديد للمادة لأول مرة في عام 1924. وفقًا لنظريتهم ، عندما تقترب الذرات من بعضها البعض بدرجة كافية في درجات حرارة منخفضة ، فإنها تنغلق. هذا ما وصفه هاو بأنه كرة واحدة من المادة تنتج موجات.
على الرغم من وجود هذه النظرية منذ العشرينات ، إلا أنها لم تكن في الواقع حتى عام 20 عندما تم صنع هذا بالفعل. كان مكثف بوز-آينشتاين سابقًا لعصره. لقد احتاجوا فقط إلى التكنولوجيا المناسبة لجعل ذلك ممكنًا. (مصدر: جامعة هارفارد)
كيف يمكن أن تساعد هذه التكنولوجيا في حياتنا اليومية؟
في حين أن إبطاء سرعة الضوء بهذه الطريقة لا ينتهك بشكل مباشر أي مبدأ في الفيزياء. وفقًا لنظرية النسبية ، لا شيء يتغير.
ومع ذلك ، يمكن أن يساعد تباطؤ الضوء بالتأكيد في فهمنا للحالة الغريبة لمادة مكثف بوز-آينشتاين. غالبًا ما تكون التقنيات التي تتجاوز الحدود القديمة باهظة الثمن وغير عملية في البداية ؛ ثم تصبح أرخص وأسهل في التعامل معها.
ليني هاو
(مصدر: جامعة هارفارد)
