کاهش سرعت نور با روشی جدید

پدیده فیزیکی که برای کاهش سرعت و ذخیره‌سازی پالس‌های نور مورد استفاده قرار می‌گیرد، توسط یک سیستم سطوح انرژی مشاهده شده است.یک تیم تحقیقات آلمانی با استفاده از روشی که به آن «شفافیت تحریک شده الکترومغناطیسی» گفته می‌شود، موفق به جمع‌آوری شواهدی مبنی بر بروز این پدیده شده است. در این روش پرتوهای اشعه ایکس از میان یک لایه نانومقیاس از جنس آهن عبور می‌کند. محققان معتقدند که این روش که برای اولین بار در دو سطح انرژی و نه سه سطح انجام می‌شود، می‌تواند منجر به توسعه ادوات کنترل اشعه ایکس شود.

شفافیت تحریک شده الکترومغناطیسی در یک محیط ویژه اتفاق می‌افتد که در آن پرتوها معمولا با یک طول موج خاص عبور می‌کند، اما با اعمال یک پرتوی ثانویه کنترلی که طول موج آن کمی متفاوت از پرتوی اولیه است، می‌توان این محیط را شفاف کرد. اگر این پرتو به ‌صورت متناوب خاموش و روشن شود، آن گاه می‌توان از شفافیت تحریک شده الکترومغناطیسی برای کاهش سرعت پالس نور استفاده کرد و در واقع نور برای مدتی درون محیط ذخیره می‌شود.

لازمه شفافیت تحریک شده الکترومغناطیسی، وجود اتم‌ها با پیکربندی ویژه از سه سطح انرژی است که الکترون‌ها بین یک جفت سطح ممنوع در حال انتقال هستند. هر چند سیستم‌های اتمی متعددی دارای پیکربندی سه سطحی هستند، اما آنها در سیستم‌های هسته‌ای در دسترس نیستند. برای حل این مشکل، «رالف رولسبرگ» و همکارانش در مرکز «سینکوترون» آلمان (DSEY) روشی یافتند که با آن می‌توان سیستم‌های دو سطحی در هسته را وادار کرد که به‌ صورت پیکربندی سه سطحی عمل کنند. محققان معتقدند که از این روش می‌توان برای سیستم‌های دو سطحی مانند نقاط کوانتومی استفاده کرد.

این آزمایش از دو لایه نازک از جنس آهن به ضخامت دو نانومتر تشکیل شده است که بین دو آیینه از جنس پلاتین به ‌صورت ساندویچی قرار گرفته است. این آیینه‌ها در فاصله 45 نانومتری از هم قرار دارند و لایه‌های آهن که از جنس ایزوتوپ 57 است، در میان جا داده شده است. انتقال میان دو سطح انرژی آهن با انرژی 14.4 کیلو الکترون ولت انجام می‌شود. این رقم متناسب با مقدار جذب فوتون اشعه ایکس است. یکی از ترازها در این سیستم کمی تغییر وضعیت داده و منجر به تشکیل یک سیستم سه سطحی می‌شود.

محققان این پروژه معتقدند که این سیستم برای شفافیت تحریک شده الکترومغناطیسی مناسب است.