Paul Sparks
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La lumière se déplace rapidement. C'est un peu le point de la lumière, du moins la façon dont la plupart des gens y pensent. La lumière traverse les 93 millions de miles entre la Terre et le soleil en seulement 8 minutes, elle transporte des informations partout dans le monde presque instantanément, et sa vitesse maximale de 186000 miles par seconde (300000 kilomètres / s) s'avère être la limite de vitesse absolue de l'univers entier.
Mais il y a des physiciens intéressés à renverser ce trait de lumière et à le ralentir considérablement. Et dans un nouvel article, publié le 3 janvier dans la revue Physical Review Letters et sur arXiv, une équipe de chercheurs a montré que la lumière pouvait être amenée à s'arrêter complètement à certains «points exceptionnels».
Ce n'est pas la première technique que les scientifiques ont mise au point pour ralentir la lumière. En 2001, un article publié dans la revue Nature (et expliqué dans le New York Times) a montré que la lumière pouvait être imprimée sur des atomes surfondus de telle sorte qu'elle s'arrête complètement - puis propulsée par une seconde impulsion de lumière dans continuant son joyeux chemin. [Les 18 plus grands mystères non résolus de la physique]
Mais la technique décrite dans cet article du 3 janvier ne repose pas sur des atomes surfondus ou sur l'impression de lumière. Au lieu de cela, il repose sur quelques bizarreries amusantes de la façon dont les ondes - y compris les ondes lumineuses - se comportent dans les circonstances inhabituelles de «points exceptionnels».
Un point exceptionnel est un endroit où se rencontrent deux modèles de longueurs d'onde complexes qui se reflètent - fusionnant dans un modèle ou dans l'autre, selon la façon dont ils voyagent.
Décomposons cela:
Vous avez peut-être entendu dire que la lumière est une onde, et il y a de fortes chances que vous l'imaginiez comme une onde assez simple, comme ceci:
Mais la réalité est que les ondes dans le monde réel - qu'elles soient constituées de vibrations lumineuses, sonores ou quantiques - sont des formes tridimensionnelles beaucoup plus riches et plus complexes qui changent constamment, en fonction des propriétés du conteneur dans lequel elles se déplacent..
En ajustant ainsi les propriétés du conteneur, les scientifiques ont trouvé comment réduire une onde complexe en son jumeau miroir. Ce phénomène se produit à des points exceptionnels, ou des points autour desquels les ondes montrent des comportements exceptionnellement décalés. Tirez un faisceau de lumière et son miroir jumeau à travers le point dans un sens, et les deux émergeront ressemblant au faisceau de lumière d'origine. Tirez-les dans l'autre sens, et les deux émergeront ressemblant à l'onde miroir.
Dans cet article, les scientifiques ont montré que, théoriquement, les propriétés du point exceptionnel et des faisceaux de lumière pouvaient être réglés de telle sorte que la lumière cesserait entièrement de bouger à ce point exceptionnel. Changez à nouveau les propriétés et les faisceaux lumineux, et la lumière continuerait sur son joyeux chemin.
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que les points exceptionnels étaient des concepts purement théoriques. Mais en 2010, les chercheurs ont pu en construire un dans le monde réel en déclenchant des micro-ondes à travers une boîte en métal spécialement construite, ce qui a fait basculer les modèles de vagues d'un mode à un autre..
Les chercheurs n'ont pas encore construit un point exceptionnel à couper le souffle dans le monde réel - et il reste à voir si quelqu'un le fera. Dans une déclaration de l'équipe à l'origine de l'article sur les points exceptionnels à couper la lumière, les chercheurs ont déclaré que leur prochaine étape consistait à déterminer si des points exceptionnels similaires pourraient arrêter d'autres types d'ondes, comme le son, dans leur élan..
Plus tard, a écrit l'équipe dans cet article, ils s'attendent à ce que la recherche sur les points exceptionnels augmente pour aider à résoudre des problèmes importants de mécanique quantique et montrer la voie vers de nouvelles technologies qui reposent sur la flexion et la formation des ondes..