Замороженный свет

Лазерный фантом приходит на смену человеку.
Фото Reuters

Поток фотонов остановлен. Похоже, нынешние физики-экспериментаторы восприняли знаменитую гетевскую строчку – «Остановись, мгновенье, ты прекрасно!» – именно как руководство к действию. Речь идет об экспериментах по записи световой информации. Остановить мгновенье – это буквально и означает остановить луч света.

Фотография. Голография. Квантография?

На эксперименты по «остановке света» можно взглянуть, рассматривая всю, почти двухвековую, историю записи световой информации.

Первый этап. Запись информации на энергетическом уровне. Это фотография, начавшаяся с «гелиографии» Жозефа Нисефора Ньепса в тридцатых годах XIX века. Это была запись черно-белых неподвижных изображений на светочувствительном материале. В фотографии записывается только пространственное распределение интенсивности света.

Второй этап – волновой уровень. В голограмме записывается информация не только об интенсивности, но и о фазе света; в ней запечатлена картина света, освещающего объекты, вместе со светом, отраженным от объекта. Метод голографии был открыт полвека назад.

И, наконец, – третий этап. Это запись информации о свете на квантовом уровне в специально созданных средах, чувствительных ко всей информации о свете: длине волны, фазе световых колебаний, направлении распространения. К этому этапу и относятся пионерские эксперименты Михаила Лукина, выпускника Московского физико-технического института, ныне – руководителя лаборатории в Гарвардском университете (США).

Исследователи из Гарвардского университета (США) сообщили, что им удалось мгновенно записывать абсолютно всю информацию о световом луче и столь же быстро, «по требованию» контрольного лазерного луча, – считывать эту информацию в виде полностью «восстановленного» первоначального луча. В качестве среды для «заморозки» был выбран пар из сверхохлажденных (почти до абсолютного нуля!) атомов рубидия. На атомы рубидия, как на магнитную пленку, и «записывались» все квантово-механические характеристики лазерного излучения.

Лазерный луч пойман

Михаилу Лукину и его коллегам удалось «затормозить» лазерный луч на одну секунду. По масштабам квантового мира – это гигантский промежуток времени. Почти вечность! Но что такое – секундная «остановка» луча света? Фактически это реализованная в «железе» машина времени, способная вернуть нас назад на целую секунду! Пока на секунду.

А можно ли «заморозить» световой луч на время большее, чем одна секунда? Ведь в случае положительного ответа зафиксированные, например, сегодня события, предметы, люди могли бы буквально оживать по нашему желанию через десятки, сотни, а может быть, и тысячи лет в своем первозданном виде. А найди мы способ «оживлять» случайно созданные природой «замороженные» состояния (скажем, где-то в открытом космосе), то это означало бы возможность путешествовать не только вперед, но и назад во времени. Подобная возможность уже давно описана в одном из ранних романов братьев Стругацких «Возвращение. Полдень. XXII век».

Коллектор рассеянной информации (КРИ) собирал сведения обо всех событиях, происходивших в природе и обществе. «В конечном счете они представляют собой энергию в той или иной форме, – пишут Стругацкие, – и проблема сбора очень осложняется тем, что за миллионы лет первичные формы претерпевают многократные изменения. Теоретически любой след можно отыскать и восстановить – и след столкновения кванта света с молекулой в шкуре бронтозавра, и след зубов бронтозавра на древовидных папоротниках». КРИ и создан был, чтобы фильтровать и восстанавливать эту информацию. В итоге физик из XXII века бодро заявляет: «Мы стали свидетелями вспышки сверхновой вблизи от Солнца сто миллионов лет назад. Мы видели драки динозавров и эпизоды из битвы при Пуатье, звездолеты пришельцев и еще что-то странное и непостижимое, чему мы не имеем пока ни соответствий, ни аналогий».

«Законов, запрещающих это, нет, – подчеркнул в беседе со мной заведующий лабораторией лазерной спектроскопии Института спектроскопии РАН, профессор Владилен Летохов. – Сейчас больше секунды хранить такое состояние нельзя, но я не могу утверждать, что это в принципе невозможно. Квантовая физика это не запрещает».