|
||
| Laboratuvar koşullarında ışığın hızı saniyede 17 metreye düşürüldü.Arabalar artık ışıktan hızlı gidebilecek. Daha doğrusu, burada sözkonusu olan son derece özel bir araba. Nature Dergisi'nin 18 Şubat 1999tarihli sayısında, yalnızca arabaların değil, bisikletlerin de nasılışıktan daha hızlı gidebileceği anlatılıyor. Genç Einstein, bir tramvayda ofisine doğru gittiği sırada GörelilikKuramı'nı düşlerken, ışık hızıyla yolculuk etmenin nasıl bir şeyolacağını merak etmekteydi. Ancak, o günlerde, herhangi bir tramvay,bisikletci ya da arabanın, ışığın boşluktaki hızına, yani saniyede 300milyon metrelik hıza ulaşması olanaksızdı. Dolayısıyla Einstein, buhızı, herhangi bir nesnenin aşamayacağı, üst hız sınırı olarakbelirledi. Burada anahtar sözcük vakum,yani maddesiz ortamdır. Madde, ışığısoğurarak, saçılımına yol açar ve onu yavaşlatır. Işık huzmelerinin su,cam lensler ya da prizmadan sapması, yani kırılma, ışığın bu saydamortamlarca yavaşlatılmasının doğurduğu bir yan etkidir. Bununla birlikte, olağan bir kırılma, ışığın boşlukta yolalırkenulaştığı hızın yarısından fazla olmaz. Kırılıma neden olan ortamındoğası gereği bir kırılma sınırı söz konusudur. Kırılma ışığıyavaşlattığından, ortamın, ışık içinden geçerken onu soğurma olanağıdoğar. Dolayısıyla da, içinden geçen ışığı çok yavaşlatan maddelerdonuk, yani opak hale gelerek, ışığı tümüyle engellerler. Fizikçiler, soğurma olmaksızın yüksek oranda kırılma sağlayarak,donuklaşması gereken maddelerin saydam olarak korunduğu ortamlaryaratmak yoluyla, artık bu engeli aşmış bulunuyorlar. Bu amaçla dalazerlerin yardımına başvurulmuş. Kırılım ortamı ise, lazerler yardımıyla hazırlanan, aşırı-soğuk atombulutlarından oluşuyor.Bu sistem içinden geçen ışık, atomlarla değilde, atom-artı-lazer sistemiyle etkileşime girmekte ve ilginç etkilereyol açmakta. Bu etkilerden biri, 'elektromanyetik yolla sağlanansaydamlık'adı verilen bir olay nedeniyle, soğurmanın yokedilmesi. Lazerle hazırlanmış kurşun atomları kullanan Stanford Üniversitesibilim adamları, bir ışık pulsunu, ışığın boşluktaki hızının 165'tebirine, yani saniyede 180.000 metreye yavaşlatmışlar. Bu bile, en iyibisikletçinin ulaşamayacağı bir hız. Cambridge, Rowland Bilim Enstitüsü'nden Lene Vestergaard Hauvearkadaşları ise, Nature'da yer alan araştırmalarında, lazerlehazırlanmış atom bulutlarının ışığı, boşluktaki hızının nasıl 20milyonda birine, yani saniyede 17 metreye yavaşlattığını açıklıyorlar. Dünya rekortmeni bisiklet yarışçısı Bruce Bursford, özel bir vitessistemi taşıyan özel bir bisikletle, saniyede 92 metrelik inanılmaz birhıza ulaşmış kişi olarak, artık ışık hızında bisiklete binebilecek. Hau ve arkadaşları, bu sonuca, mutlak sıfırın (eksi 273°C) hemenüstünde bir sıcaklığa soğutulmuş sodyum atomlarından oluşma bir gazlaulaşmışlar. Soğutma işlemi bile, ısıl, yani termik etkileri azaltıyorve ışığın yavaşlamasında rol oynuyor. Ancak, aşırı düşük sıcaklıklar,ayrıca ek bir etki doğurmakta. Belli bir sıcaklık altında, mutlak sıfırın, derecenin 435 milyarda birikadar üzerinde, atomlar, her biri eşit kuantum durumunu benimsemeyeeğilim gösterdikleri, maddeni Bose- Einstein Kondensat (BEC) adıverilen özel bir haline geçiş yapıyorlar. Bir bakıma, BEC'teki tümatomlar, sanki 'aynı'atommuş gibi davranıyorlar. BEC'ler, sıradan atomik gazların en soğuklarından bile daha yoğundur.Düşük sıcaklık ve atomların kuantum koheransı davranışları, ışıkpulslarının BEC içinde, saniyede 17 metrelik düşük bir hızayavaşlamalarına neden oluyor. Bir ışık pulsunun hızı, bir Bose- Einstein alkoli atom kondansatıiçinde optik olarak endüklenmiş kuantum girişimi aracılığıyla,neredeyse iyi bir bisikletçinin bisiklet sürme hızına indirgenmişbulunuyor. Işık pulsu, serbest boşluktaki hızına oranla, yaklaşık 20 milyonaeşdeğer bir çarpan kadar yavaşlatıldı. Ortam, ayrıca, bugüne kadargözlenen en büyük optik doğrusallıksızlığı (yoğunluğa bağımlı kırılımindisi biçiminde) sunmakta. Bu teknik sayesinde, tek bir foton düzeyindeki düzlemsel olmayanoptikler kadar, evreye duyarlı, sınırlı madde dalgası uyarılmaları daolanaklı hale gelebilecek. Kapakta, bu yarışın başrol oyuncuları olan,deneydeki vakum pencerelerinin çerçeveleri görülüyor. |
||