В 1999 году Лин Хау замедлила свет до 17 м/с в конденсате Бозе–Эйнштейна, используя явление электромагнитно-индуцированной прозрачности (ЭМИ). В 2001 году — полностью «остановила» его и «перезапустила».
Дома воспроизвести ЭМИ невозможно — нужен ультрахолодный газ атомов натрия (−273°C). Но групповую скорость можно измерить косвенно:
Уровень 1 (доступен дома): Аномальная дисперсия и групповая скорость в сахарном сиропе — видимое замедление фронта волны в среде с высокой дисперсией.
Уровень 2 (Arduino + лазер): Измерение задержки короткого лазерного импульса в длинной оптоволоконной катушке (~100 м ~500 нс). n_group vs n_phase.
Уровень 3 (теория + симуляция): Полный расчёт для ЭМИ-среды — демонстрация математики явления через интерактивный симулятор на сайте.
Вопросы для обсуждения
- Лин Хау замедлила свет до 17 м/с — медленнее велосипеда. Но специальная теория относительности запрещает скорость выше c только для передачи информации. Нарушает ли замедление групповой скорости СТО? Можно ли замедленным светом передать сигнал быстрее c?
- Групповая скорость — скорость огибающей волнового пакета, фазовая — скорость несущей. Могут ли они сильно отличаться в обычных средах (стекле, воде)? Когда это практически важно?
- В оптическом волокне свет распространяется со скоростью ~0,67c из-за показателя преломления. Китайский интернет-кабель через океан работает чуть быстрее спутникового (скорость 0,99c в вакууме). Почему наземный кабель проигрывает, несмотря на скорость среды?
- ЭМИ-прозрачность (EIT) возникает при квантовой интерференции между двумя состояниями атома. Почему для этого нужна температура, близкая к абсолютному нулю (−273°C)? Что «убивает» эффект при высокой температуре?
- «Остановленный» свет в эксперименте Хау — это квантовое состояние атомного облака, кодирующее оптическое поле. Можно ли использовать это как квантовую память — элемент квантового компьютера?