Megállították, majd másutt újraindították a fényt
Hau és kollégái nem kezdők a fénnyel való trükközés terén: 1999-ben például sikerült az egyébként 300 ezer km/másodperc sebességgel száguldó fényt egy szuperhideg közegben, az úgynevezett Bose-Einstein-kondenzátumban 60 km/órára lassítaniuk. 2001-ben ennél is tovább mentek: megállították a fényt, majd újra elindították. Az amerikai fizikusok akkori kísérletében az abszolút nullához közeli hőmérsékletre lehűtött, egyetlen kvantumállapotba (Bose-Einstein-kondenzátum) rendeződött rubídium atomsokaságra két olyan vörös színű lézernyalábot - egy fő- és egy segédnyalábot - bocsátottak, amelyeknek a színe csak kissé tért el egymástól. Később a segédnyalábot kikapcsolták. Bizonyos ok miatt ekkor megszűnt a kimenő fényjel, az anyagban kialakult újfajta rendezettség tárolta a belépett fény "leírását". A segédnyaláb újbóli bekapcsolására kiszabadult az információ - a kísérletről részletesen a Magyar Tudomány számolt be 2002-ben -, és az eredeti vörös jellel teljesen megegyező vörös fény lépett ki a gázból. Az első sikeres kísérletekben fél milliszekundum volt a tárolás idő. Ez az atomi világban hosszú idő, ennyi idő alatt 150 kilométert tesz meg vákuumban a fény.
A mostani felfedezés ezen az eredményen tesz túl: a fényt nem abban a közegben indították újra, ahol megállították. A tudósok itt is azt használták ki, hogy a fény és az atomok különösen viselkednek a Bose-Einstein-kondenzátumban. Hau professzorék ezúttal nátriumatomokat hűtöttek az abszolút nulla foknál (mínusz 273 Celsius-fok) csak töredék fokokkal melegebbre, és két egymáshoz közeli atomfelhőt hoztak kondenzált állapotba - ismertette lapunkkal a kísérlet lényegét Benedict Mihály, a Szegedi Tudományegyetem elméleti fizikusa. A kondenzátumban 24 km/órára lelassított irányított lézerfény átrendezte az atomokat, és ezt az állapotot a tudósok egy második lézerrel rögzítették.
Az egyik kondenzált atomfelhőt sárga lézerfénnyel világították meg, amely egy vele szemben haladó, közel azonos hullámhosszú (színű) kontroll-lézerrel együtt átrendezte az atomokat. A kontroll-lézert ezután kikapcsolták, miközben a két fénysugár hatására a felhő atomjainak egy része küldöncként elindult a másik ultrahideg atomfelhő felé. Miután a küldönc elérte ezt a másik kondenzátumot, abban az eredeti fény tulajdonságainak lenyomatát őrző állapot alakult ki. Ekkor a második kondenzátumot világították meg a kontroll-lézerrel, s az újra az eredetinek megfelelő - a kontrollsugárral szembe haladó - lézerfényt sugárzott ki. Mindez koherens módon ment végbe, ami azt jelenti, hogy az eredeti fénysugárban hordozott információ átkerült a mozgó atomfelhőbe, majd a második kondenzátumban ismét olyan fénysugár keletkezett, amely az eredetivel azonos információt hordozott. A két kondenzátum közötti távolság tized milliméteres nagyságrendű volt, amelyet a küldönc atomok mintegy 200 méter/óra sebességgel tettek meg.
A kísérlet jelentősége az, hogy bizonyos információt kódoló műveleteket a fényen közvetlenül nehéz végrehajtani, de a kondenzátumok és lézer segítségével a másodlagosan keletkező fényjel tulajdonságai célzottan befolyásolhatók. Az amerikaiak szerint az információtechnológiában, de a kvantumtechnikában is szerepe lehet a kísérleteknek.
