DcsabaS#31
A magyarázat profán: valójában nem fagyasztják meg sem az atomokat, sem a fényt - ez tehát csak amolyan költői túlzás arra a szituációra, hogy a fényt annyira lelassítják, hogy már szinte áll. (Ennek megértéséhez #7 alatt jó adalék található.)
Amúgy önmagában a teljes megállítás sem valami példátlan dolog, hiszen valahányszor teljes elnyelődést szenved egy foton, mindannyiszor bekövetkezik.
A dolog jobb megértéséhez vegyük észbe a következőket: A fénynek ugye van hullámhossza (infravörösnél mondjuk 1-2 mikron körül), de az is jellemzi, hogy milyen hosszú a hullámvonulat egésze, vagyis hogy hány periódus van benne a hullámhosszból. Ez lehet akár sokmillió is(!), attól függően, hogy mennyire monokromatikus a fény. A foton interferenciára abban a térbeli-időbeli tartományban képes, amerre kiterjed ez a hullámvonulat. (Ennek megfelelően beszélhetünk térbeli, illetve időbeli koherenciáról.) Egy tökéletesen monokromatikus foton ennek megfelelően végtelen kiterjedésű lenne, de a valóságban ilyenek nincsenek. Olyanok viszont vannak, amelyek mondjuk sok-sok méter hosszúak, ezért ilyen távolságban képesek is sajátos quantum interferencia jelenségekre. Az ilyen "hosszú" fotonok használatának szükségszerű velejárója, hogy lassú lesz a kisugárzásuk és az elnyelődésük is, hiszen az max. fénysebességgel történhet, vagyis pl. egy 1m hosszú foton leghamarább 1m/c = 3.3*10^-9 s = 3.3 ns idő alatt nyelődhet el. A teljes elnyelődéshez a foton frekvenciájának elég jól meg kell egyeznie azon elektron jellegzetes frekvenciájának (ezt most inkább nem részletezem), amelyik azt elnyeli (rezonancia). Na most a vicc az, hogy ha a rezonancia nem tökéletes, akkor is megkezdődik az elnyelődés, de mielőtt teljessé válna, a kényszerrezgés miatti másodlagos kisugárzás révén meghatározóbb lesz a visszasugárzás. Minél közelebb voltunk a rezonanciához, annál többet késik a visszasugárzás, és ezalatt a fényhullám nem halad (hanem az elektronhoz van kötve).
Egy vicces hasonlattal élve, képzeljünk el egy gilisztát (fotont), amelyik egyenletes sebességgel csúszik (c), ám az útjába különféle lyukakat helyezünk (atomokat, rezonanciára képes elektronokkal), és a giliszta hűen követi a felület görbeségeit, így lecsúszik a lyukakba is, illetve ha kiér belőlük, akkor ki is. Ennek a gilisztának az eredő sebessége kisebb lesz, mint "c", mert hiszen az idejének java részét a lyukakban csúszva tölti. És ha túl mély lyukkal találkozik, akkor még ott is marad (:-).
A quantum számítógép szempontjából az a határeset az érdekes, amikor a foton-giliszta teljes elnyelődése csak egy nagyon kevésen múlik, ami megegyezik azzal az esettel, amikor a fény külsőleg megfigyelhető haladási sebessége úgyszólván 0. Ugyanis ebben a határesetben a mi szándékunkon (befolyásunkon) múlik, hogy mi történik a továbbiakban.