Nowa odsłona 200-letniego eksperymentu Younga ze światłem
Eksperyment angielskiego fizyka Thomasa Younga z 1801 roku potwierdził falową naturę światła. Naukowcy postanowili odtworzyć sławny eksperyment jednak w nowej formie. Zastosowali podwójną szczelinę, jednak istniejąca w czasie, a nie przestrzeni.
Dzisiaj wiemy już, że światło zachowuje się zarówno jak fale, jak i cząsteczki co ujawnia jego kwantową naturę. Young przepuścił światło przez dwie blisko siebie położone szczeliny. Wskutek interferencji na ekranie za nimi pojawia się obraz dyfrakcyjny w postaci pasiastego wzoru. Naukowcy przyjęli, że to samo stanie się ze światłem, gdy szczeliny będą miały miejsce w czasie, nie przestrzeni.
Eksperyment z czasową szczeliną
Naukowcy z Imperial College w Londynie do wykonania eksperymentu ze światłem w czasie użyli półprzewodnika, który powszechnie wykorzystywany jest do produkcji ekranów telefonów, czyli tlenku indu i cyny. Impulsy laserowe sprawiają, że materiał ten może zmienić swoją naturę optyczną i przybrać postać lustra.
W związku z czym, wypuszczając dwa szybkie impulsy, jeden po drugim, we właściwym czasie dla odpowiednich długości fal światła, zespołowi udało się stworzyć podwójną szczelinę w czasie. Tlenek indu i cyny okazał się strzałem w dziesiątkę, ponieważ reagował ze światłem lasera dużo szybciej, niż się spodziewano, zmieniając swój współczynnik odbicia w ciągu kilku femtosekund.
Rezultaty czasowej szczeliny
Przestrzenna wersja eksperymentu skutkuje obrazem w profilu kątowym światła. W wersji czasowej natomiast interferencja wpływa na częstotliwość światła, co skutkuje zmianą kolorów. Jeden z naukowców zaangażowanych w projekt Romain Tirole uważa, że to odkrycie to dopiero początek przygody z czasową wersją eksperymentu Younga. Twierdzi on, że zyskując kontrolę nad tym, jakie kolory można generować w świetle, będzie możliwe tworzenie bardziej skomplikowanych wzorów.
Nasz eksperyment ujawnia więcej informacji na temat fundamentalnej natury światła, jednocześnie służąc jako odskocznia do stworzenia ostatecznych materiałów, które mogą drobiazgowo kontrolować światło zarówno w przestrzeni, jak i w czasie.
Chociaż zespół dopiero co uzyskał wyniki z eksperymentu, już myśli nad tym, jakie zastosowanie znajdzie ta technologia. Na początek chcą zbadać zjawisko w połączeniu tak zwanym kryształem czasu, którego właściwości optyczne zmieniają się właśnie w czasie.
