Wszyscy nauczyliśmy się w szkole, że foton to najmniejsza możliwa paczka energii, której nie da się podzielić jak kawałka chleba. Jednak fizycy z Uniwersytetu w Oslo postanowili sprawdzić, co by się stało, gdybyśmy jednak spróbowali zatrzymać foton w pół drogi, dosłownie "odcinając" jego część.
Wynik tego eksperymentu myślowego jest bardziej zagmatwany niż fabuła filmu science-fiction, ale zmienia sposób, w jaki patrzymy na pustkę wokół nas.
Dlaczego nie możemy po prostu „przeciąć” fotonu?
Foton zachowuje się jak cząstka i fala jednocześnie. Kiedy próbujemy wpłynąć na jego stan za pomocą przesłony – w tym wypadku lustra – nie tworzymy dwóch połówek jednego fotonu. Zamiast tego uruchamiamy proces, który wydaje się wyjęty z bajki o studni bez dna.
Cięcie fotonu w praktyce polega na gwałtownym cofnięciu lustra. Zamiast uzyskać dwie mniejsze jednostki, uwalniamy energię z samego "niczego". W próżni, którą uważamy za pustą, w rzeczywistości drzemie ogromny potencjał energetyczny, który w tym procesie zamienia się w nowe fotony.
Czy czeka nas nieskończoność?
Teoretycznie, jeśli przeprowadzimy ten proces w sposób ekstremalnie gwałtowny, matematyka sugeruje możliwość powstania nieskończonej liczby cząstek. W rzeczywistości jednak fizyka stawia twarde weto:
- Szybkość ruchu lustra determinuje liczbę powstałych fotonów.
- Aby uzyskać nieskończoność, musielibyśmy dysponować przyspieszeniem przekraczającym prawa natury.
- Dla fizyków to dowód na to, że próżnia nie jest tak pusta, jak nam się wydaje.
Czy to w ogóle da się sprawdzić w laboratorium?
Możecie pomyśleć, że to tylko teoretyczne rozważania dla ludzi w białych fartuchach. Nic bardziej mylnego. Praca fizyków pokazuje, że manipulowanie światłem w ten sposób nie jest wcale tak trudne, jak mogłoby się wydawać.
Kluczem są fotony o wąskim paśmie, które bywają zaskakująco długie – mierzą nawet kilka metrów czy kilometrów! Przy tak długiej fali, lustro wcale nie musi poruszać się z prędkością nieosiągalną dla współczesnych technologii laserowych.
To, co widzimy, zależy od tego, gdzie stoimy. Jeśli spojrzymy na region przejścia, zobaczymy chaos wielu fotonów. Ale wystarczy przesunąć wzrok nieco w lewo lub w prawo, by zobaczyć albo pojedynczy foton, albo zupełną pustkę. To jak magiczna sztuczka, która dzieje się na naszych oczach w skali kwantowej.
Czy uważacie, że takie manipulowanie energią próżni to wstęp do stworzenia nieograniczonych źródeł światła, czy raczej zabawa w boga, której jeszcze nie rozumiemy? Dajcie znać w komentarzach!
