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Astropage.eu | Datum: 07.07.2011 - 00:08 | Fehler melden
Tags: Lichtgeschwindigkeit, Laser, Schallgeschwindigkeit, Medium, Kristall
Kategorien: Technik, Physik Quelle

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Wissenschaftler bremsen Licht auf Schallgeschwindigkeit ab



Der grüne Laserstrahl verlässt den Rubinkristall (University of Glasgow)
Credit: Der grüne Laserstrahl verlässt den Rubinkristall (University of Glasgow)

Wissenschaftler von der University of Glasgow waren erstmals in der Lage, Licht auf Schallgeschwindigkeit abzubremsen und es durch einen rotierenden Kristall zu schicken.

Die meisten Menschen mögen denken, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist, aber das ist nur im Vakuum der Fall, wo Licht mit knapp 300.000 Kilometern pro Sekunde (etwa 1,08 Milliarden Kilometer pro Stunde) reist.

Wenn es allerdings durch verschiedene Substanzen wie Wasser oder Feststoffe reist, wird seine Geschwindigkeit verlangsamt, wobei sich unterschiedliche Wellenlängen (Farben) mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortpflanzen.

Es wurde auch beobachtet, dass Licht abgebremst werden kann, wenn es durch eine sich bewegende Substanz wie Glas, Luft oder Wasser reist - ein Phänomen, das zuerst im Jahre 1818 von Augustin-Jean Fresnel vorhergesagt und 100 Jahre später nachgewiesen wurde.

Professor Miles Padgett von der Optics Group in der School of Physics & Astronomy sagte: "Die Lichtgeschwindigkeit ist nur im Vakuum eine Konstante. Wenn Licht durch Glas reist, bremst die Bewegung des Glases auch das Licht ab."

"Wenn man ein Fenster so schnell dreht wie man kann, würde es das Bild der Welt dahinter leicht drehen. Diese Rotation würde etwa ein Millionstel Grad betragen und wäre für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar."

In einer Abhandlung in der neusten Ausgabe des Journals Science ergriffen die Wissenschaftler Dr. Sonja Franke-Arnold, Dr. Graham Gibson und Professor Padgett in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen Professor Robert Boyd von den Universitäten von Ottawa und Rochester einen anderen Ansatz und machten ein Experiment: sie ließen das einfache Bild des elliptischen Profils eines grünen Lasers durch einen Rubinstab reisen, der entlang seiner Achse mit 3.000 Umdrehungen pro Minute rotiert.

Nachdem das Licht in den Rubin eingetreten war, wurde es auf Schallgeschwindigkeit (rund 1.225 Kilometer pro Stunde) abgebremst und die Drehbewegung des Rubins zog das Licht mit ihm, wodurch das Bild um fast fünf Grad gedreht wurde - genug, um es mit bloßem Auge zu sehen.

Dr. Franke-Arnold, die die Idee hatte, langsames Licht in Rubinen für die Beobachtung der Photonen zu nutzen, sagte: "Wir wollten hauptsächlich ein fundamentales optisches Prinzip demonstrieren, aber diese Arbeit birgt auch mögliche Anwendungen."

"Bilder sind Informationen und die Fähigkeit, ihre Intensität und Phase zu speichern, ist ein wichtiger Schritt in Richtung optischer Speicherung und Weiterverarbeitung von Quanteninformationen - etwas das kein klassischer Computer erreichen kann."

Die Option, ein Bild durch einen frei wählbaren Winkel zu drehen, stellt einen neuen Weg dar, Informationen zu codieren, eine Möglichkeit, die bis jetzt von keinem Bildcodingprotokoll aufgegriffen wurde."

(THK)



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