Вчені зуміли піймати світло. Тепер нас чекає нова ера в мікроелектроніці.
про думку безлічі фантастів, в майбутньому людина зможе "осідлати" світло, завдяки чому нас чекає чимало чудес. Однак майбутнє робиться вже сьогодні. Відомо, що хороший наїзник повинен вміти не тільки втриматися в сідлі, а й при необхідності зупиняти коня на ходу. Те ж саме відноситься і до управління світлом. І ось недавно зроблений дуже великий крок у цьому напрямку. Відразу дві групи американських фізиків оголосили, що їм вдалося повністю зупинити світловий промінь, протримати його якийсь час "під замком", а потім випустити на свободу. Важливим є те, що при цьому всі характеристики променя повністю збереглися.
Відомо, що світловий промінь поширюється зі швидкістю трохи менше 300 тисяч кілометрів на секунду. Правда, це в вакуумі. Як тільки світло потрапляє в якусь середу, де є рухомі атоми, його швидкість падає. Починає позначатися так званий ефект квантової інтерференції, при якому фотони світла, стикаючись з частинками середовища, уповільнюють свій хід.
Швидкість поширення світла крізь певне середовище залежить від так званого індексу рефракції, а він, у свою чергу, - від багатьох факторів, насамперед від в'язкості середовища. Чим більше в'язка середовище, тим з більшою кількістю атомів взаємодіють фотони і тим менше швидкість світла. А в'язкість речовини зростає зі зменшенням його температури.
Суть обох експериментів досить цікава. У спеціальну надохолоджених камеру поміщають світлонепроникний газ. Головна особливість газу - якщо висвітлити його спалахом лазера, то на час спалаху він втрачає свою світлонепроникність. В ході експерименту камеру висвітлювали лазером, в цей же час пускаючи промінь іншого лазера. Після чого перший лазер негайно вимикали. Газ втрачав прозорість, і промінь другого лазера вже не міг вийти з камери. Через якийсь час камеру висвітлювали, вона знову ставала прозорою, і потрапив на закінчення промінь залишав камеру.
Відмінність підходу обох груп в тому, що вони використовували різні гази і, відповідно, були змушені охолоджувати їх до різних температур. Група Хау обрала для цих цілей газ натрію, охолоджений до мільйонних часток абсолютного нуля (-273 градуси за Цельсієм). До того ж газ знаходився під впливом сильного магнітного поля.
В експерименті, керованому Лукиним, використовувався газ рубідію, охолоджений до 70-90 градусів за Кельвіном. За словами Лукіна, "фотони - це частинки без маси, здатні переносити інформацію швидше і краще кого б то не було. Однак їх вкрай важко зловити і зберегти". Лукін говорить, що його метод не руйнує цілісність фотонів і тим самим зберігає фазу і квантовий стан (іншими словами, інформацію) імпульсу, який був введений, "укладено" в камері, а потім вивільнено. Правда, російський вчений вказує, що час збереження інформації поки що обмежена кількома секундами. Однак це вже дуже багато за мірками мікросвіту, де багато частинок живуть соті і тисячні частки секунди.
"Неруйнівного суть методу збереження світлових імпульсів робить його досить привабливим для застосування в телекомунікації та обчислювальної техніки", - відзначає Лукін. Гіпотетичне використання квантових характеристик частинок, зокрема носіїв світла - фотонів - в комп'ютерах може привести до збільшення в десятки разів їх швидкодії. А телекомунікаційне обладнання, засноване на квантових властивості мікрочастинок, могло б вирішити безліч проблем, в тому числі і проблему недоторканності інформації, так як стане неможливим прослуховування та перехоплення інформації, що передається.
Правда, для цього потрібно в першу чергу зменшити розміри обладнання, що забезпечує необхідні умови для зупинки і зберігання світлових променів, - щоб воно могло працювати не тільки в лабораторних умовах. Коли це завдання вирішать, можна буде говорити про настання чергової нової ери в мікроелектроніці.