Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist als unüberwindbare kosmische Obergrenze der Geschwindigkeit bekannt. Schneller geht es also ohnehin nicht. Forschern ist es nun aber gelungen, Licht massiv abzubremsen – auf etwa 61 Kilometer pro Stunde.
Sonderbares Bose-Einstein-Kondensat
Dass die Lichtgeschwindigkeit abseits des Vakuums, also beispielsweise in verschiedenen Gasen oder in Glas, geringer ist als im Vakuum, ist bekannt. Allerdings sind die Unterschiede aus menschlicher Perspektive dann doch eher marginal. Wie sich nun zeigte, ist es aber möglich, das Licht sehr stark abzubremsen oder gar anzuhalten.
Hinter diesem Phänomen stecken die Eigenheiten des Bose-Einstein-Kondensats. Dabei handelt es sich um einen besonderen Zustand der Materie, der entsteht, wenn ein Gas fast auf den absoluten Nullpunkt abgekühlt wird. Die Atome in diesem Gas beginnen sich dann wie eine einzige Einheit zu verhalten. Dieses Phänomen wurde von Albert Einstein und Satyendra Nath Bose vorhergesagt und erstmals in den 1990er-Jahren im Labor beobachtet.
Spartipp: 19% MwSt.-Rabatt bei Media Markt und Saturn (Anzeige)
Diese Kondensate weisen faszinierende Eigenschaften auf. So besitzen diese etwa keine Viskosität, was bedeutet, dass sie reibungslos fließen können. Zudem können sie Licht einfangen. Man kann sich das wie eine Art “Quantengelee” vorstellen, in dem das Licht gefangen wird, während es mit den Atomen des Kondensats interagiert. Es ist, als würden die Photonen in einem feinen Netz, das von diesen Atomen gebildet wird, festgehalten.
Kurz sogar gestoppt
Um das Licht zu verlangsamen, verwendeten Wissenschaftler nun eine Wolke aus Natriumatomen, die stark abgekühlt wurde, um ein Bose-Einstein-Kondensat zu erzeugen. Anschließend richteten sie Laserpulse auf diese Wolke. Beim Zusammenspiel des Lichts mit den Atomen des Kondensats verringerte sich die Geschwindigkeit drastisch auf nur 17 Meter pro Sekunde, also rund 61 Kilometer pro Stunde. Doch damit nicht genug: Den Forschern gelang es sogar, das Licht für einen kurzen Moment vollständig anzuhalten, bevor sie es wieder freigaben.
Aktuell hat man es hier natürlich mit absoluter Grundlagenforschung zu tun. Es gibt aber durchaus Ideen, was man mit der Fähigkeit, Licht so massiv zu bremsen, anfangen könnte. So könnte das Verfahren beispielsweise für völlig neue Computer-Architekturen genutzt werden. Vorerst geht es aber vor allem darum, durch das Studium des Verhaltens von Licht in Bose-Einstein-Kondensaten ein besseres Verständnis der Gesetze der Quantenphysik und der Wechselwirkungen zwischen Materie und Licht zu finden.
Zusammenfassung
- Forscher bremsen Licht auf 61 km/h in einem Bose-Einstein-Kondensat ab
- Bose-Einstein-Kondensat entsteht durch starkes Abkühlen eines Gases
- Atome im Kondensat verhalten sich wie eine einzige Einheit
- Licht wird wie in einem ‘Quantengelee’ gefangen und verlangsamt
- Wissenschaftler konnten das Licht sogar kurzzeitig komplett anhalten
- Mögliche Anwendung: Entwicklung neuer Computer-Architekturen
- Forschung soll Verständnis der Quantenphysik verbessern
Siehe auch:
