Một nhóm nhà khoa học Scotland đã khiến ánh sáng di chuyển chậm hơn tốc độ thông thường của chúng. Thí nghiệm này nhiều khả năng sẽ thay đổi cách khoa học nhìn nhận ánh sáng.

Play

Vận tốc ánh sáng lâu nay vẫn được coi là một hằng số bất biến. Trong môi trường chân không, vận tốc chính xác của ánh sáng là 299.792,4 km/giây. Ánh sáng truyền đi chậm hơn khi xuyên qua các vật liệu như nước hoặc thủy tinh, nhưng sẽ khôi phục vận tốc cao hơn ngay khi trở lại môi trường chân không.

Cách đây 2 năm rưỡi, các nhà nghiên cứu đến từ hai trường Đại học Glasgow và Heriot-Watt (Scotland) đã tiến hành thí nghiệm để xem họ có thể giảm tốc ánh sáng đôi chút và giữ cho nó di chuyển chậm hơn hay không. Trong một phòng thí nghiệm ở Đại học Glasgow, tiến sĩ Jacquiline Romero, tiến sĩ Daniel Giovannini và các đồng nghiệp đã xây dựng một đường đua dài khoảng 1 mét dành cho các photon - những hạt ánh sáng đơn lẻ.

Nhóm nghiên cứu sau đó cho các photon "chạy đua" theo từng cặp: một photon để ở trạng thái bình thường và photon còn lại được truyền qua một màn chắn đặc biệt. Màn chắn thực chất là một thiết bị tinh thể lỏng, chịu sự điều khiển của phần mềm máy tính, buộc photon phải thay đổi hình dạng và di chuyển chậm hơn vận tốc ánh sáng.

Kết quả là, photon biến dạng đã về nhì và cách vạch đích chỉ vài phần triệu mét khi photon ở trạng thái bình thường hoàn thành chặng đua. Tuy nhiên, điều đặc biệt là photon biến dạng tiếp tục di chuyển chậm hơn vận tốc ánh sáng ngay cả khi nó đã trở lại môi trường chân không.

Câu hỏi đặt ra là, nếu một photon là một hạt, bằng cách nào chúng ta có thể áp đặt một khuôn mẫu vào nó? Theo các chuyên gia, chúng ta có thể làm được điều này vì các photon tồn tại trong một lĩnh vực lượng tử kỳ lạ và gây nhiều sửng sốt, nơi các nguyên tắc của thế giới dạng rắn mà chúng ta đang sống có xu hướng đánh mất sự kiểm soát của chúng.

Nhóm nghiên cứu đã biểu diễn hiện tượng có tên gọi "sự đối ngẫu sóng - hạt" trong vật lý: các photon vừa cư xử giống sóng, vừa giống hạt. Vì vậy, họ có thể phóng các photon quanh đường đua theo từng cặp giống các hạt, nhưng vẫn thay đổi được hình dạng của một trong số chúng cứ như nó là sóng.

Các chuyên gia đánh giá, thí nghiệm mới có thể làm thay đổi cách khoa học nhìn nhận về ánh sáng và mang lại một số ứng dụng thực tế. Ví dụ, ánh sáng đang được sử dụng để thực hiện các đo đạc chính xác, chẳng hạn như khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng. Do đó, với phát hiện mới, các nhà nghiên cứu đang dùng những ống kính khẩu độ lớn để đo chính xác các khoảng cách rất ngắn có thể buộc phải kiểm tra lần thứ hai để tìm kiếm các photon đi chậm.

Tuấn Anh (theo BBC)