【物理】光を1分間停止させることに成功　長距離量子ネットワーク開発の希望に

1 ：2013/08/21 〜 最終レス ：2013/09/04

ドイツの研究者たちが、光を結晶の内部に1分間閉じ込めるという記録を達成した。
長距離量子ネットワークの希望となるだろうか。
秒速30万kmの並外れた速度で動くものを停止させるという考えは、かなり大胆に思えるだろう。
しかし、ドイツのダルムシュタット大学のゲオルグ・ハインツェ率いる研究者チームは、
光を1分間停止させるという記録を達成した。どうやってこのような長距離量子ネットワークの開発を
加速しうる結果にたどり着いたかを、科学者たちは『Physical Review Letters』の紙上で説明している。
光の速度を落として完全に停止させるという試みは、少し前から行われていた。
この企てを成功させるために、ドイツの科学者たちは、
「電磁誘導透過（Electromagnetically Induced Transparency: EIT）」として知られる技術を用いた。
単純に言うと、科学者たちは不透明な結晶を用い、これに向けて結晶を透明にするような反応を引き起こすことが可能な
レーザー光線を照射した。続いて、同じ結晶（いまは透明になっている）に、もう1本の光の筋を照射した。
そして、最初のレーザー光線を消して、結晶を不透明に戻した。すると、「Extreme Tech」が報じているように、
光は結晶の中で身動きができなくなった。不透明であるため、反射することもできなかったのだ。
実際のところ、あたかも停止したかのようだった。
一度光の身動きが取れなくなると、これらの光子によって運ばれるエネルギー（そしてこれらによって伝えられるデータ）は、
結晶の原子によって捕らえられ、スピン励起へと変換された。そして結晶が再び透明になると、光へと戻された。
「NewScientist」が報じているように、科学者たちは、この仕掛けを用いて3本の光の線でできたイメージを
60秒間閉じ込め、元に戻して、開発したシステムが限られた時間ではあるが光メモリーとして機能しうることを証明した。
結晶の性質は、スピンが一貫性（物理特性）を維持できるようになっていて、このため情報を伝えることができた。
ただし60秒間のみで、その後は光のパルスは消えてしまった。
この研究は、長距離で機能することのできる量子ネットワークの創造に希望を抱かせてくれる。
科学者も結論として述べているように、さまざまな結晶を用いて、より長い時間情報を
蓄積することができるかもしれないからだ。
ソース：WIRED（2013.8.20 TUE）
http://wired.jp/2013/08/20/light-one-minute-stop/
関連リンク：Physical Review Lettersに掲載された論文要旨
「Stopped Light and Image Storage by Electromagnetically Induced Transparency
up to the Regime of One Minute」（英文）
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v111/i3/e033601

2 ：

光を止めたら質量が生まれるんじゃないの？

3 ：

減衰するんじゃ意味ねーな

4 ：

禿が生まれるんだよ。おまいみたいな>>2
光る質量禿ってなー。

5 ：

こどもから光速って不変じゃないのとさっそく質問が・・

6 ：

よくわからんが、その結晶の向こう側に時計を置いたら、一分前の時間を知らせて来るということか？

7 ：

これはすごい

8 ：

10年前の2chなら物理学専攻の学生みたいのがいて解説してくれたもんだけど、
今はまともな奴はみんなツイッターやフェイスブックに移動して、無職Rのおっさんが
つまらん駄洒落を言うだけの場になってしまったね。。

9 ：

光って物質なの？
何なの？

10 ：

光を吸収して、再発光できる素材を開発
その保持時間は６０秒

11 ：

蓄光では無くて
保存なら面白い

12 ：

取り出すのにレーザーあてなきゃならんからな
効率は悪そうだ

13 ：

止めたら質量無限大になって宇宙喪失。

14 ：

>>9
禿の素です。不思議な現象なのです。

15 ：

>>5
　不変は真空中の速度だろ。　水やガラスを通過するときには遅くなる。だからレンズとかが出来るんだろ

16 ：

つ新型閃光弾もしくは飛行石

17 ：

>>9
光子という粒子です。もしくは電磁波です。

18 ：

そっかー、ドイツではキャップの裏まで銀メッキしてある魔法ビン売ってるのか。
さすがドイツの科学力は世界いちぃいいぃぃぃ

19 ：

ライトセーバーｷﾀ━(ﾟ∀ﾟ)━!

20 ：

停止じゃなくて狭所無限反射

21 ：

これで　「目から　ビーム！」を実現できるにょ！

22 ：

止めたとしたならそのエネルギーは何処に？

23 ：

すげえ、これとんでもない基礎研究だよ。
というより原爆すら児戯に等しい兵器を作り出すことが可能。

24 ：

光止めたら時間が止まる

25 ：

無限反射で減衰ってことは
60×3×10＾11くらい衝突させれば光は消えるってことか

26 ：

３ギョウデマトメテ

27 ：

光＝時間なの？

28 ：

止まってるみたいなもんかもしれんが止まってるわけじゃない。

29 ：

無理だろう

30 ：

反射することも出来ないって書いてあるだろーが。
原子の周りをぐるぐる回る電子にエネルギーを移したんだよ。ＨＯＭＯ大歓喜(スピン励起)ってことだ。
大歓喜したものの、アッー(反応)する相手がいないから、60秒後にエネルギー(同じ状態の光)を放出して、
電子が元のＨＯＭＯに帰ってくるので、光のアイデンティティーを保ったまま再利用できると。
以下、濃厚なＨＯＭＯスレに見せかけた、フロンティア軌道理論スレ。

31 ：

ああよく分かった
ビッグバンは嘘だ

32 ：

スローガラス誕生

33 ：

いいか？　光をウサインボルト、原子を室伏に置き換えて説明するぞ
ボルトが走ってるところ(光の道筋)に室伏が現れて、握手を求める(レーザー照射)
すると、ボルトは走りたいので、握手しながら室伏の周りをグルグル回る(原子による補足)
60秒はボルトも回れないが、それ以下だったら手を離せればボルトは再び走れる(光の再現)
走るボルトと回るボルトが同一人物でないとか、少々穴はあるが、大雑把には合ってるはず

34 ：

新しいＨＤＤか何かですか

35 ：

光は反射しない物質に対しては透過or吸収される
電磁力等で円運動軌道に強制すればその軌道を維持する
電子構成素粒子がエネルギーを受けて高レベルエネルギー体の１つである光にレベルアップするが
光のままで電子雲の仲間にレベルダウンはできない（エネルギーを取り除く必要あり）

36 ：

誰か、中卒の俺にも分かるように説明してくれ。

37 ：

単に光(のエネルギー)を一分間結晶内で保持して、また元の光に戻したってだけだろ

38 ：

何が出来るの？

39 ：

停止じゃなくて蓄積したっていう表現のほうがよくないかな、、、
まあ、光集積回路のメモリーとかに使えるんだろうね
今のDRAMみたくリフレッシュ付きで

40 ：

ちょっと、黄猿を捕まえてくる

41 ：

結晶の中でぐるぐる廻っているだけ

42 ：

60秒保持できるならメモリーとして十分以上だよな
DRAMのように定期的にリフレッシュすれば済むわけで
メモリーとしての応用が話に出てこないのは容量的にメリットがないんだろうな

43 ：

エイジャの赤石とは違うんやね

44 ：

右クリックでエロ画像を保存するような、任意のタイミングで光を記録できるのがすごいのか、
光自体を擬似的にでも閉じ込めることができるのがすごいのか、スピンが一貫性を保持できる
からすごいのか、、、
現象が別々だから、この研究者たちがどの部分を完成させたかで評価が変わるんでないか？
あと、光デバイスの光を電気信号に変えずに記録・読み取りできるようになればすごくね？

45 ：

止まってるんじゃ無くて
留まってるんじゃ？

46 ：

>>39
>今のDRAMみたくリフレッシュ付きで
非線形性がほとんどないから、アナログ的なリフレッシュしかできず、ノイズがのりまくる
>>42
読み書きの速度も、とても速いとも思えないけどな

47 ：

患者を安楽死させて１０年後にクローンを生成
「１０年間の延命に成功しました。」
みたいな感じだな。

48 ：

むしろ一分も保持しておきながら消滅してしまうメカニズムのほうが気になる

49 ：

>>10
電球を使わずに
夜も明るくできるようになるのか？

50 ：

>>48
スピンってのは磁気モーメント、要するに原子ひとつひとつの「磁極の向き」
それが励起してるってのは最も自然な状態とは違う向きになってるということ
やがて周りの磁場に影響されて一番自然な状態に戻る
ということではないかとドシロウトの俺が推測

51 ：

ディレイラインみたいなものとは違うの？

52 ：

光を止めてるというか、別のエネルギー形態にさせてるだけじゃね

53 ：

むしろ直接光電変換できる画期的なデバイスができるんじゃね？

54 ：

>>37
「スピンが一貫性（物理特性）を維持できる」ってところが重要かと
エネルギーだけなら既存の方法でどうにでもなるし

55 ：

>>52
そう言ってしまえばそのとおりだと思うけど
光ってのは電場と磁場が交互に振動しながら進んでいくわけだから
いわば「スピンを進行方向に光速で移動させたもの」と考えることもできる
それを「静止したスピン」の形で閉じ込めるわけだから
「光を止めた」という表現は見た目以上に正しいのかもよ

56 ：

クリスタルボーイか・・・

57 ：

光はどんな条件でも速度は一定であるって相対性理論から行くと
光が止まると時間が超加速するんじゃないの？

58 ：

俺がこの光を食い止めるている間に逃げろ！

59 ：

ば韓国からこのデザインはダメだとクレームくるレベル

60 ：

光速度一定じゃないのかよ

61 ：

ちなみに正しくは
「真空中での光速度は一定」だからね
空気や水のような媒質中での光速は普通に遅くなる

62 ：

>ダルムシュタット大学のゲオルグ・ハインツェ
いかにも何かやらかしてくれそうな名前である。

63 ：

>>62
確かにｗｗ
何かのアニメに出てきそうな名前だｗｗｗ

64 ：

>>49
明るいってことは光が飛び出てそれを目で捉えてるって事

65 ：

>62
ダルム山大学のジョージ ハインツ先生だよ？

66 ：

どうりで昨日は宅急便が遅れた

67 ：

>>2
別のエネルギーだか状態に変換されたらしいな
あと物体が光速に近づくと質量が増えるだけで光に質量は無いんじゃなかったっけ？

68 ：

光を止めたんじゃなくて
結晶の中に閉じ込めたんだよ

69 ：

卵やろ？

70 ：

メンガースポンジ使って以前から似たような試みは何度かあった気がするけどあれはどうなったんだろうか…

71 ：

(´・ω・`)　光を通さない物質なら光を停止させたことにならないの？

72 ：

光の妖精さん 逃げてー
あなたたちは兵器じゃないのにー

73 ：

>>30
あのさぁ…

74 ：

情報がどうなるのかが問題だな
コストはどれぐらいかかるのだろうか

75 ：

止まってるんだろうな、お前の中では

76 ：

なんかすげえな

77 ：

なるほど、まったくわからん

78 ：

ハゲを1分停止なら俺でもできる気がする

79 ：

のぞいたら目が回りそう。

80 ：

>>1 に書いてあるけれどメモリーじゃないんだな
光って一つの粒子を分割できるんだよ
そして分割した片方の状態を変化させるともう片方の状態も変化するんだ
で、この変化は同時におこるんで伝達速度無限大の通信ができるということになる
なんで光を止めておく必要があるかというと、通信はこんな風にやるから
1. 光源から光を出す
2. 2つに分割して片方は遠方に送り、もう片方は手元に残しておく
3. 手元に残したほうの光の状態を変化させる
4. 同時に遠方に送られた方の光にも変化が起こるので、伝送時間0で通信ができる
理屈の上で大雑把に書けば光ファイバー内1分かけて伝わるで距離の2点間で伝送時間0の通信が
できるようにするのに必要な部品の原料が見つかったかもしれないってこと
実用化するにはほかにも多くの技術が必要だし、この部品の原料をどう精製するかとか、
どう加工すればいいのか、さらに本当に使えるのかなんかのハードルがある
光子を分割して量子としての挙動を利用したものとして量子暗号という技術もあるんで
調べてみると面白いかも

81 ：

え？
単に結晶を加熱したエネルギーがさめるまで光ってただけじゃ・・・。

82 ：

1分間のフラッシュメモリーだなｗｗｗｗｗ
まるでボケ老人

83 ：

考察 1
　光を留まらせる＝新たな発電システム(太陽)光発電が可能？
考察 2
　スピン励起＝粒子・波だから、大質量で人体に当てれば変化が起こせる。
　　　　　　　新たな医療が出来る？
考察 3
　光を貯められる？＝メガ粒子砲？作れるんじゃね？

84 ：

>>81
それだと原子/分子固有の準位に縛られるので情報が伝わらない
＞ 情報を伝えることができた。
これがこの実験の要点だから

85 ：

光の間だけ変換効率上げてもコピーも同じゼロ距離送信じゃないと意味無いしな。

86 ：

>>84
その情報は？
前に光が狭い隙間を通るとき光が隙間を通り抜けようとスピード上げるってあったけど
光に乗せた情報はクラシックでかなりノイズ交じりだったな。
つまり情報の質が悪いといくら遠く離れたところからゼロ距離送信できたとしても
遠隔ロボットで手術なんか出来ないってことだ。

87 ：

>>86
＞ スピンが一貫性（物理特性）を維持できるようになっていて

88 ：

もうさ、止めた光に手突っ込めばいいじゃん？ｗ
異次元でつながってるんだろ、遠い離れたとこからにゅっと手が出てくるかもよｗｗｗ

89 ：

情報を乗せた光を一時的に停止できるから意味があるんじゃない？
量子ＣＰＵへの道が開けたな。

90 ：

>>89
走らないんだろ、光止めるのにどれだけエネルギー使うんよ！？

91 ：

フィルムみたいなのに光で焼き付けてCPU基盤みたいなのが出来る程度じゃね？
印刷型計算機の出来上がり♪

92 ：

ドラえもんの秘密道具を実現できるな
１時間前の出来事を写す鏡とか

93 ：

光をABに分けAの状態が分かるとBの今の状態がわかるというだけで
それ以上の情報は送れないだろJK

94 ：

研究が進めば、昼の日光を止めて、夜解放して灯りとするようなことが可能なのか？

95 ：

なんかよくわかんねーけどすごいんだろうな

96 ：

おれは懐中電灯一本で光を自在に点滅できる。

97 ：

>>80
量子テレポーテーションで伝達速度無限の通信はできない。

98 ：

るーかーるーかーないとふぃーばー！

99 ：

ちょっと何言っているわかんなーい

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