Bilim İnsanları Işığı 1 Dakika Boyunca ''Dondurdular''!

Kuantum hafıza depolama ve bilgi işlem konusunda çığır açabilecek bir çalışmada, Alman bilim insanları evrendeki en hızlı şeyi durdurmayı başardılar: ışığı. Hem de bunu 1 tam dakika boyunca yaptılar.

Kulağa oldukça garip geliyor ve öyle de... Işığı olduğu yerde durdurmak istemenin nedeni (bunu başarmanın saf muazzamlığı bir yana), kuantum bağdaşım özelliklerini (bir diğer deyişle bilgi durumunu) koruyup korumadığını incelemek ve böylece ışık temelli kuantum depolamayı mümkün kılmak. Işık daha uzun süre durdurulabildikçe işlemsel açıdan daha büyük bir başarı elde edilebilmiş oluyor. Bilim insanlarının açıklamalarına göre bu, çok daha uzun mesafelerde çok daha güvenli kuantum iletişimini mümkün kılabilecek.

Işığı hareketsiz kılmanın ne kadar zor olduğunu elbette söylemeye gerek yok. Dondurucuya atarak donmasını sağlayamazsınız. Işık, saniyede 300 milyon metre hızla giden bir elektromanyetik radyasyondur. 1 dakikalık zaman zarfında yaklaşık 18 milyon kilometre yol alabilir. Bir diğer deyişle sadece 1 dakikada Ay'a 20 defa gidip gelebilir. Dolayısıyla elde tutması çok zor, çok "kaygan" bir yapıdır diyebiliriz.

Ancak ışık yavaşlatılabilir hatta tamamen durdurulabilir. Aslında bundan önce bilim insanları "soğuk atomlar" denen bir yapı kullanarak ışığı 16 saniye boyunca durdurmayı başarmışlardı. Bu deneydeyse Georg Heinze isimli bilim insanı ve ekibi ışık bağdaşımını atomik bağdaşıma çevirmeyi başardı. Bunu yapmak için kristal gibi opak bir ortamı çok dar bir ışık spektrumu için transparan hale getirdiler. Bu işleme elektromanyetik olarak tetiklenen transparanlık adı veriliyor ve kuantum girişim etkisi temelinde çalışıyor. Araştırmacılar bu kristal üzerine bir lazerle ışık gönderdiler ve kristal atomları içerisinde ışık iki ayrı durumun bir bileşkesi halini aldı. Daha sonra ikinci bir lazer ışını kullanılarak ilk ışın söndürüldü ve bunun sonucunda transparanlık sağlandı. İşte bu noktada araştırmacılar bileşke etkisini çökerttiler ve ikinci lazer ışınını kristalin içerisinde hapsetmiş oldular.

Başarılarını ispatlamak için sorunsuz bir şekilde 100 mikrometre uzunluğundaki basit bir fotoğrafın bilgisini ışık içerisinde sakladılar ve dondurulmuş haldeyken bu fotoğrafı okumayı başardılar. Bilgi, görselde görünen 3 şeritten oluşuyordu. Physics Review dergisinde yayımlanan ilişkili bir araştırmada fizikçi Hugues de Riedmatten şöyle söylüyor:

Bu sonuçlar daha önceden atomik gazları kullanarak yapılan denemelerden 1 milyon kat daha başarılı ve uzaysal olarak çok katmanlı olan, yüksek depolanma zamanına sahip olabilecek kuantum bilgi depolama yöntemleriyle ilgili olasılıkları mümkün kılıyor. Bir diğer deyişle kuantum bitlerini bağımsız pikseller olarak depolayabileceğiz.

Gelecekte araştırmacılar başka yöntemler ve maddeler kullanarak depolama süresini daha da arttırmayı umuyorlar.