Kelajuan cahaya adalah konstan. Angka
yang tepat dari kelajuan cahaya adalah 299.792.458 meter per detik. Saat ini
dianggap tidak ada sesuatu yang bisa bergerak lebih cepat dari itu tanpa
melanggar hukum-hukum fisika. Namun ternyata cahaya dapat diperlambat –
kenyataan yang mengejutkan bahwa kelajuan cahaya adalah konstanta yang tidak
konstan.
Cahaya dalam ruang hampa
Pernyataan
yang sering dikutip bahwa kelajuan cahaya hanya berlaku untuk cahaya yang
bergerak melalui ruang hampa, di mana cahaya tidak bergerak (merambat) melewati
atom. Nilai (kelajuan cahaya dalam ruang hampa) disebut “c,” merupakan bagian
dari persamaan Einstein yang terkenal E = mc². Dalam medium, foton secara acak
melewati atom, yang menyerap foton tersebut kemudian kembali memancarkannya.
Siklus penyerapan atau re-emisi ini mengakibatkan penundaan dan berarti juga
memperlambat cahaya. Dalam hal ini, perlambatan cahaya masih berupa ilusi.
Foton masih merambat dari atom ke atom dengan kelajuan c, tapi mereka melakukan
penghentian singkat selama perjalanannya ini.
Zat transparan
memiliki indeks bias yang didefinisikan sebagai ukuran seberapa banyak zat yang
mempengaruhi kecepatan cahaya saat melewatinya. Persamaan untuk menghitung
indeks bias adalah v = c / n, dimana v merupakan kelajuan aktual cahaya dan n
adalah indeks bias medium itu. ruang vakum memiliki indeks bias 1, dan atmosfer
bumi memiliki indeks bias dari 1,00029. Itu cukup dekat dengan kelajuan penuh.
Ketika cahaya melambat
Air, di
sisi lain, memiliki indeks bias 1,330, dan berbagai jenis kaca memiliki indeks
antara 1,4 dan 1,9. Cahaya secara signifikan bergerak lebih lambat melalui
bahan tersebut. Berlian membuat cahaya bahkan bergerak lebih lambat dari itu,
dengan indeks bias sekitar 2,4.
Pada tahun 1968 Bob shaw melalui
kisahnya yang terkenal pada masa itu, Light of Other Days, mengusulkan ide
menarik tentang penggunaan bahan dengan indeks bias tinggi yang dapat
memerangkap cahaya sehingga butuh waktu setahun bagi cahaya untuk melewati
bahan. Dengan Idenya ini yang menggunakan bahan berupa kaca lambat (slow glass)
dengan indeks bias tinggi dapat menjadi wahana untuk “merekam” pemandangan alam
yang menyenangkan berupa cahaya yang terperangkap. Bahkan pada tahun sebelumnya
yaitu pada 1940, L. Sprague de Camp telah membuat senjata dengan teknologi kaca
lambat ini. Dia menggunakan tongkat yang dapat memerangkap cahaya, dan untuk
kemudian melepaskannya sekaligus dengan menimbulkan efek ledakan.
Laser dan komputer kuantum
Lebih
jauh lagi, para peneliti saat ini telah menemukan penggunaan yang lebih baik
dari efek cahaya lambat. Dalam sepuluh tahun terakhir, para ilmuwan telah
berhasil memperlambat cahaya dan bahkan menghentikannya dengan menggunakan
difusi gas khusus tereksitasi dengan sinar laser. Ketika para ilmuwan
menghentikan cahaya, mereka tidak benar-benar menghentikan foton – pada
dasarnya mereka mengembed keadaan kuantum foton ke dalam atom di dekatnya.
Kemudian, mereka menggunakan pulsa laser lain untuk mengaktifkan atom-atom dan
membuat mereka memancarkan foton identik. Dan kemudian, secara hampir seketika,
karena keadaan kuantum mulai meluruh dalam waktu kurang dari satu detik.
Kemampuan untuk memperlambat, menghentikan, dan menghasilkan foton dengan cara
seperti ini merupakan langkah besar dalam rangka mengembangkan komputer
kuantum.
sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar