Физики “расщепили” свет, чтобы замедлить его скорость

Ученые постоянно ищут новые способы управления свойствами света, включая скорость распространения. Контроль над скоростью и возможность замедления могут оказать значительное влияние на развитие высокоскоростных систем передачи данных и квантовых устройств. Однако, чтобы добиться этого, необходимо изменить параметры световой волны так, чтобы эффективность передачи информации при этом не страдала. 

Традиционные методы управления

Сегодня для управления скоростью света в среде обычно используют методы, основанные на квантовой интерференции. Они работают путем изменения прозрачности среды для световых пучков, что позволяет замедлять скорость их распространения. Однако, такие подходы ограничены контролем групповой скорости, что означает, что световой пучок после обработки будет вести себя одинаково независимо от направления своего движения.  

Невзаимный контроль скорости света

Недавние исследования привели к разработке более сложных методов, таких как невзаимный контроль скорости света. Он позволяет ученым управлять светом более гибко, изменяя его параметры независимо друг от друга. Важным шагом в этом направлении стало создание фотонного кристалла с функциональной «стеной», которая была расположена под углом к волноводу. Эта структура позволяет концентрировать свет в области, сопоставимой с длиной волны излучения, что открывает новые возможности для управления светом.  

Фаза и амплитуда света

Световые волны обладают фазой, которая определяет, насколько «впереди» волна относительно определенной точки отсчета. Управляя фазой, ученые могут регулировать скорость импульсов, которые переносят информацию. Однако согласно соотношениям Крамерса-Кронига, любое значительное влияние на фазу света должно также изменять амплитуду. Это создает определенные ограничения в традиционных методах управления светом. Тем не менее, исследования под руководством Цань-Мина Ху продемонстрировали возможность разделения параметров света и их невзаимного управления. Это открытие может привести к значительному прогрессу в области квантовых технологий и передачи данных. 

Перспективы и применение

По словам специалистов, замедление света и управление его параметрами может значительно повысить эффективность квантовых компьютеров, позволяя им обрабатывать информацию быстрее и с меньшими потерями. Кроме того, такие технологии могут быть использованы в оптических коммуникациях, где скорость передачи данных является критически важной.