Читаем Знание-сила, 1999 № 11-12 (869,870) полностью

Знание-сила, 1999 № 11-12 (869,870)

На первой стадии своего эксперимента группа Лени Вестергаард Хау занялась созданием необходимого ей конденсата. Для этого в небольшой магнитной «ловушке» было образовано (с помощью электрического разряда) облако, состоящее примерно из 100 миллионов атомов натрия, – нечто вроде тех сгустков газа, что излучают свет в современных светящихся трубках. Облако в ловушке Хау тоже поначалу светилось ярким оранжевым светом. Затем оно было подвергнуто освещению лучом низкоэнергетичного лазера. При этом энергия (то есть длина волны) световых частиц этого луча * была выбрана намного меньше энергии натриевых атомов, и поэтому при каждом соударении какого-то атома со световой частицей этот атом немного замедлялся. Когда все атомы облака были достаточно замедленны, то есть снизили свою энергию, а с ней и температуру, на охлажденное облако атомов было добавочно наложено магнитное поле особой формы. Его силовые линии были расположены таким образом, что атомы, куда бы они ни пытались двигаться, тотчас наталкивались на отбрасывавшую их назад магнитную «стенку» и еще более замедлялись. Прорваться через эти «стенки» могли только самые энергичные атомы, а в результате их ухода («испарения» через «стенки») в облаке оставались только самые-самые медленные, так что средняя скорость атомов в облаке становилась еще меньше, то есть соответствовала совсем уж низкой температуре.

Эта хитроумная методика охлаждения облака натриевых атомов с помощью лазерного луча и «испарения» энергичных атомов в магнитном поле позволила исследователям в конечном счете понизить температуру облака до отметки, всего на 50 миллиардных(!) долей градуса превышающей абсолютный нуль. А это как раз та температура, при которой облако натриевых атомов переходит в желанное состояние конденсата Бозе – Эйнштейна, приобретая необходимую для эксперимента огромную плотность.

Образовавшийся в результате такого перехода конденсат оказался, как и предсказывала теория, практически непрозрачным для света. Выяснилось, однако, что при определенных условиях его можно сделать чуть-чуть прозрачнее, хотя лишь для некоторых определенных длин световых волн. Для этого нужно пропустить сквозь него два лазерных луча, идущих перпендикулярно друг другу – например, вдоль длины и ширины магнитной ловушки. Один из этих лучей создает тогда искусственную «частичную прозрачность» для некоторых определенных световых частот, а второй, имеющий частоту из этого диапазона, проходит через конденсат. Но «проходит» в кавычках – он не мчится, не идет, а точней всего – ползет, причем с невероятно малой скоростью. Если в воздухе, по пути от лазера к конденсату, он несется практически беспрепятственно, проходя по 300 тысяч километров в секунду, то на входе в магнитную ловушку с конденсатом замедляется так, словно натыкается на невидимую стенку: световой импульс с первоначальной длиной 750 метров на границе конденсата мгновенно сжимается до 0,04 миллиметра.

Войдя в ловушку с конденсатом, этот импульс-коротышка ползет сквозь толщу охлажденного натриевого облака с упомянутой в начале «автобусной» скоростью. Но и эта фантастически пониженная скорость – далеко не предел. Если верить Лени Вестергаард Хау, усовершенствование методики эксперимента позволит довести скорость света до совсем смехотворной, даже немыслимой величины – всего несколько сантиметров в секунду! Такой световой импульс сможет обогнать разве что черепаху, но никак не Ахиллеса. Ахиллес по сравнению с ним будет мчаться «со скоростью света»…

Все это может показаться всего лишь дорогостоящим фокусом, но, как мы уже сказали выше, этот «фокус» может открыть многообещающие и важные практические перспективы, если удастся найти простые и дешевые пути его повседневной технической реализации. Судя потому, каких трудов потребовало осуществление эксперимента Лени Хау и ее аспирантов, создание подобных простых и компактных «светозамедляющих» устройств – дело не такое уж легкое и, во всяком случае, не такое уж близкое.