Bilim adamları tarafından uzun süredir ışık hızının su, cam gibi maddelerde yavaşladığı biliniyor. Buna rağmen bugüne kadar foton olarak bilinen ışık parçacıklarını; boşlukta hiçbir etkileşime girmeden yavaşlatmanın imkansız olduğu düşünülüyordu. Yeni yayınlanan bir araştırmada, Glasgow Üniversitesi ve Heriot-Watt Üniversitesi’nden araştırmacılar boşlukta fotonları nasıl yavaşlatabileceklerini gösterdiler. Optik ışına maske uygulayarak konumsal yapıyı ışığı yavaşlatılabildiğini gösterdiler.
Ekip pek çok fotondan oluşan ışık ışınını, birlikte çalışan bisikletçilere benzetiyor.Bisiklet yarışlarında olduğu gibi ekip çalışması yaparak sırayla birbirinin öne geçiyor. Aynı yolda yolculuk etmelerine rağmen, yarışçıların bireysel hızları birbirlerinin değişen pozisyonlarına göre değişebiliyor.
Grup oluşumu her bisikletçilerin tekli hızını tarif etmede zor olsa da aynı ışığa uygulanıyor. Tek bir ışık atımı bile pek çok foton oluşuyor ve bilim insanları bu ışık atımlarının farklı hızlarda karakterize edilebileceğini biliyorlar. Ekibin deneyi saki zamana karşı yarış gibi konfigüre edilerek, aynı anda salımlanan iki fotonun bitiş çizgisine doğru aynı yolları almasına dayanıyor. Araştırmacılar birinci fotonun bitiş çizgisine tahmin edildiği gibi ulaştığını, maskeden sonra yeniden şekillenen yapılı fotonun daha sonra geldiği yani boşlukta yavaşladığı görüldü. 1 metreden daha fazla mesafede, ekip 20 dalga boyundan daha kısa, yani çok hassas bir ölçümden çok daha büyük bir ölçüm kesinliğine ulaşıldı.
Bu da maskeye doğru ilerleyen ışık ışınlarının boşlukta daha yavaş ilerlediğini gösteriyor. Asıl önemli olan ise; bu yavaşlatma etkisinin ışığın cama veya suya girerken yavaşlama etkisine göre, çok farklı olması. Işığın maskeden geçerken, fotonlar seyahat ettiği maksimum hız sınırlanıyor.
Çalışma Glasgow Üniversitesi Optik Grubu’ndan Prof. Miles Padgett, ve Stephen Barnett liderliğindeve teorik fizikçiler Heriot-Watt Üniversitesi’nden Daniele Faccio ortaklığıyla yapıldı.
Araştırmanın baş yazarlarından Daniel Giovannini; ” Yapılandırılan ışındaki gecikme küçüktü, bir metre yayınım da sadece birkaç mikrometre, fakat bu miktar çok önemli. Benzeri etkiler Bessel ışınları ve Gaussian ışınlarında da gördük,” dedi.
Elde edilen veriler ışığın havadaki veya boşluktaki yayınım hızının 299,792,458 m/s yavaşlatılabileceğini gösteriyor.
Kaynak : ScienceDaily
Araştırma Referansı :
1. Giovannini, J. Romero, V. Poto ek, G. Ferenczi, F. Speirits, S. M. Barnett, D. Faccio, M. J. Padgett. Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light. Science, 2015; DOI: 10.1126/science.aaa3035
