Fizikçiler Sıcak Plazma İçindeki Darbelerle Işık Hızını Geçti

Çoğumuz bilginin boş uzayda ne kadar hızlı hareket edebileceğini sınırlayan geçerli yasaya aşinayız: saniyede 300.000 kilometre olan ışık hızı.

Fotonların kendilerinin bu hız sınırını aşması pek olası olmasa da, ışığın aynı kurallara uymayan özellikleri vardır.

Onları manipüle etmek, yıldızlara seyahat etme yeteneğimizi hızlandırmaz, ancak yepyeni bir lazer teknolojisi geliştirmemize yardımcı olabilirler.

ABD'deki fizikçiler, belirli koşullar altında foton gruplarından oluşan dalgaların ışıktan daha hızlı hareket edebildiğini gösterdi.

Araştırmacılar, bir süredir ışık darbelerinin hız sınırı ile sert ve hızlı oynuyorlar, onları hızlandırıyor ve hatta soğuk atomik gazlar, kırılma kristalleri ve optik fiberler gibi çeşitli malzemeleri kullanarak onları sanal bir durma noktasına kadar yavaşlatıyorlar.

Ancak geçen yıl, etkileyici bir şekilde, California'daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan ve New York'taki Rochester Üniversitesi'nden araştırmacılar, bunu sıcak yüklü parçacık sürüleri içinde başardılar ve plazma içindeki ışık dalgalarının hızını ışığın normal vakum hızından yüzde 30'dan daha hızlı buldular.

Fakat bu düşündüğünüz kadar etkileyici değil, bunun bizi zamanda geriye götüreceğini düşünmeye başladıysanız hayal kırıklığına uğramayın.

Bir fotonun hızı, elektromanyetizma olarak adlandırılan elektrik ve manyetik alanların örgüsü tarafından belirlenir. Bunu aşmak mümkün değil, ancak dar frekanslardaki foton darbeleri de düzenli dalgalar yaratacak şekilde itişip kakışırlar.

Tüm ışık dalgası gruplarının ritmik yükselişi ve düşüşü, nesnelerin içinde grup hızı olarak tanımlanan bir hızda hareket eder ve bu "dalga", çevresindeki elektromanyetik koşullara bağlı olarak yavaşlamak veya hızlandırmak için ayarlanabilir.

Araştırmacılar, elektronları bir lazerle hidrojen ve helyum iyonları akımından uzaklaştırarak, ikinci bir ışık kaynağı tarafından içlerinden gönderilen ışık darbelerinin grup hızını değiştirebildiler ve onları düzene soktular.

Genel etki, plazma alanlarından gelen kırılma ve onları soymak için kullanılan birincil lazerden gelen polarize ışıktan kaynaklanıyordu. Bireysel ışık dalgaları, kolektif dansları hızlanıyormuş gibi görünse bile, her zamanki hızlarında yakınlaşmaya devam etti.

Deney, plazmaların fiziğini ortaya çıkarmaya yardımcı oldu ve mevcut modellerin doğruluğuna yeni kısıtlamalar getirdi.

Pratik olarak konuşursak, bu, teorik bilgilerin gerçeğe dönüşmesini engelleyen durumların nasıl aşılacağına dair ipuçları verebilir.

Eski tarz lazerler, enerji yükseldikçe zarar görme eğiliminde olan katı hal optik malzemelerine güveniyor. Işık özelliklerini yükseltmek veya değiştirmek için plazma akışlarını kullanmak bu sorunu çözebilir, ancak bundan en iyi şekilde yararlanmak için gerçekten elektromanyetik özelliklerini modellememiz gerekiyor.

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'nın, dünyanın en etkileyici lazer teknolojilerinden bazılarına ev sahipliği yapan plazmaların optik doğasını anlamaya hevesli olması tesadüf değil.

Her zamankinden daha güçlü lazerler, parçacık hızlandırıcıları hızlandırmaktan temiz füzyon teknolojisini geliştirmeye kadar bir dizi uygulama için tam da ihtiyacımız olan şey.

Uzayda daha hızlı ilerlememize yardımcı olmayabilir, ancak hepimizin hayalini kurduğumuz geleceğe doğru bizi hızlandıracak olan bu keşiflerdir.