Екип на Германския електронен синхотрон* (DESY) е успял да направи атомните ядра на определен изотоп на желязото прозрачни. Успехът е постигнат благодарение на сноп рентгенови лъчи, излъчени от синхотрона PETRA III, който създава изключително мощни светлинни импулси.

Заедно с това физиците открили начин за създаването на оптично контролиран светлинен превключвател. Той ще позволи манипулирането на светлина с помощта на друга светлина – важен момент в разработването на бъдещите квантови компютри.

Създаването на прозрачни материали до момента е постигано благодарение на т.нар. ефект на Елекромагнитно индуцираната прозрачност (ЕИП). В миналото физиците открили, че с помощта на интензивна лазерна светлина с определена дължина на вълната е възможно дадени непрозрачни материали да станат прозрачни за светлина с друга дължина на вълната. Този ефект се получава вследствие на сложни взаимодействия на светлината с електронната обвивка на атомите.

Учените успели да постигнат за първи път този ефект благодарение на рентгеновите лъчи (които също са част от електромагнитния спектър). Те приложили лъчите върху пластини от желязо-57 – изотоп на желязото, който съставлява 2% от желязото, срещано в природата. Самите пластини били с дебелина от едва 3 нанометра (1 нанонетър е една милиардна част от метъра).

За целта на експеримента учените използвали система от две платинени огледала. Те отразявали рентгеновите лъчи, които отскачали напред-назад и създавали стояща вълна, която преминавала през железните пластини. Физиците обясняват постигнатия ефект на прозрачност на желязото с взаимодействието на железните атоми в пластините, които за разлика от единичните атоми абсорбират и отделят енергия в синхрон.

Експериментът ще допринесе за техническото развитие на все още примитивните квантови компютри. На теория квантовите компютри ще използват законите на квантовата физика, за да извършат изчисления с астрономически скорости.

Експериментите на учените от DESY показали и друг интересен феномен. Уловената от устройството светлина пътувала с охлювената скорост от няколко метра в секунда. За сравнение, във вакуум нейната скорост е 300 милиона метра в секунда. Този ефект също би могъл да намери приложение при светлинно-квантовите компютри, например за съхранение на информация с помощта на свръхзабавени или дори стопирани светлинни импулси.

*Германският електронен синхотрон* (Deuthches Electronen Synchrotron – DESY) e най-големият изследователски център на Германия в областта на физиката на елементарните частици