Aki meg�ll�totta a f�nyt – Michal Bajcsy a szenz�ci�s k�s�rletr�l    A f�ny meg�ll�t�s�val kapcsolatos kutat�sokban Michal Bajcsy a Harvard Egyetem hallgat�jak�nt(!) vett r�szt. A Szlov�ki�b�l a Harvardra ker�lt kutat� szerkeszt�s�g�nk k�rd�seire e-mailben elk�ld�tt v�lasz�ban hangs�lyozta, hogy b�r az � nev�vel kezd�d�tt a Nature-ben megjelent cikk szerz�inek sora, a kutat�csoportot Mihail Lukin vezeti. A napok alatt vil�gh�r�v� v�lt k�s�rlet elv�gz�s�re pedig Axel Andr� �s Mikail Lukin k�z�s cikke tett javaslatot, a Physical Review Letters egyik tavalyi sz�m�ban. A felfedez�shez sz�ks�ges berendez�s �ssze�ll�t�s�t Alekszandr Zibrov v�gezte, akinek a k�s�rletez�sben megl�v� tapasztalata, tud�sa, ismeretei n�lk�l – Bajcsy szerint – nem siker�lt volna a k�s�rlet.   Az �jdons�g De n�zz�k, mir�l is volt sz� a fantasztikus k�s�rletben: a f�ny meg�ll�t�s�val, lelass�t�s�val, meg�ll�t�s�val �vek �ta pr�b�lkoznak a kutat�k. K�t �vvel ezel�tt ez m�r k�t, egym�st�l f�ggetlen�l dolgoz� harvardi kutat�m�helynek is siker�lt. Az egyik m�helyt a m�r eml�tett orosz sz�rmaz�s� Mikhail Lukin vezette, a m�sikat a d�n Lene Vestergaard Hau. Ezekben a k�s�rletekben el�bb elnyelett�k a f�nyt (az �gynevezett szign�limpulzust) egy g�zzal, azt�n �tj�ra bocs�tottak egy m�sik impulzust, amelyet a g�z engedett tov�bb. A k�t �vvel ezel�tti k�s�rletekben teh�t m�g nem ugyanaz a szign�limpulzus hagyta el a g�zt, mint amelyik „belement”. A mostani, leg�jabb felfedez�s viszont, amely h�rom tud�s, Mihail Lukin, Michal Bajcsy �s Alekszandr Zibrov nev�hez f�z�dik (legal�bbis a BBC szerint, b�rmennyire is szer�nykedett Bajcsy, lapunknak nyilatkozva), viszont m�r ugyannak a f�nyimpulzusnak a meg�ll�t�s�t �s tov�bbenged�s�t jelenti. Lukin ezt �gy fogalmazta meg a CNN-nek adott nyilatkozat�ban, hogy „oly m�don siker�lt meg�ll�taniuk a f�nyt, hogy nem vett�k el az �sszes energi�j�t”. A k�s�rlet A Bajcsy�k �ltal le�rt k�s�rlet a PhysicsWeb internetes �js�g szerint az elektrom�gnesess�ggel induk�lt transzparencia (EIT) elv�n alapul. Ez azt jelenti, hogy az elektrom�gneses �ton gerjesztett rub�dium g�z atomjai „�tl�that�v�” v�lnak a f�ny sz�m�ra. Mindezt k�t, egym�ssal szemben a g�zba eresztett kontroll-l�zersug�r seg�ts�g�vel �rt�k el a tud�sok.  Tett�k ezt az�rt, mert ezek a sugarak olyan interferenci�t hoznak l�tre, amelyek csapd�ba ejtik a gyenge szign�lsugarat, amely a kontrollok lekapcsol�sa ut�n „s�rtetlen�l” t�vozhat a g�zb�l. E k�s�rletben a szign�lsug�rnak csak a holografikus, vagy ahhoz hasonl� lenyomata marad meg a rub�dium atomokon, nem vesznek el a fotonok a g�zban. Michal Bajcsy egy kor�bbi, a PhysicsWebnek adott nyilatkozat�ban a k�t kontrollsug�r �ltal alkotott interferencia-mint�zatr�l elmondta: ez a strukt�ra par�nyi t�kr�k sokas�gak�nt ide-oda veri vissza a f�nyt, �s �gy tulajdonk�ppen csapd�ba ejti a szign�limpulzust. A „kis t�kr�k�n” megmarad a szign�l holografikus lenyomata, de nem a fotonok „ragadnak bele” a rub�dium atomokba.   A k�s�rlet jelent�s�ge Amikor a k�s�rlet jelent�s�g�r�l k�rdezt�k, Bajcsy elmondta, hogy m�dszer�k els�sorban a gyenge (halv�ny) f�nysugarak, f�nyimpulzusok k�lcs�nhat�s�nak vizsg�lat�ban jelent �j megk�zel�t�st. Ez a felfedez�s azt�n a f�nyimpulzus �ltal hordozott inform�ci� feldolgoz�s�ban is �jdons�gokat hozhat mag�val. Bajcsy szerint ugyanis a probl�ma eddig legink�bb az volt, hogy a f�nyimpulzusok nem l�ptek k�lcs�nhat�sba egym�ssal. Ez �ltal�ban �s t�bbnyire j� dolog, de vannak olyan pillanatok, amikor nagyon hasznos lenne, ha er�s k�lcs�nhat�s l�pne fel k�z�tt�k. A f�nyimpulzust mozdulatlanul tartva viszont id�t nyernek ahhoz, hogy a rub�dium atomok kataliz�tork�nt m�k�djenek k�zre, �s k�zvet�ts�k a f�nyimpulzusok k�lcs�nhat�sait. Ami a gyakorlati felhaszn�l�st illeti, Bajcsy kit�rt arra, hogy mindez hosszabb t�von a kvantumos inform�ci�feldolgoz�s (quantum information processing, QIP – err�l az al�bbiakban m�g sz� esik majd) �s a nagy t�vols�g� inform�ci�-tov�bb�t�s sz�m�ra lehet nagy jelent�s�g�, m�ghozz� �gy, hogy kicsi az es�lye a „lehallgat�snak”. A kutat�s ugyancsak hozz�j�rulhat Bajcsy szerint a hagyom�nyos sz�loptik�s kommunik�ci� �s adatfeldolgoz�s hat�konys�g�nak jav�t�s�hoz, minthogy ezek a f�nyt mint inform�ci�hordoz�t haszn�lj�k fel. Sz�m�t�stechnikai alkalmaz�sok? A Harvardon v�gzett k�s�rlet nyom�n r�gt�n az jutott az �js�g�r�k �s a fizikusok esz�be, hogy a f�ny meg�ll�t�sa az elektromos �ramhoz hasonl�an szab�lyozhat�v� teszi a f�nysugarakat. Mindez nagy jelent�s�g� lehet a sz�m�t�stechnik�ban, hiszen a jelenlegi komputerek azon az elven m�k�dnek, hogy folyik-e �ram vagy nem. A nulla vagy egy, igen vagy nem eld�nt�s�re eddig teh�t csak az elektromos �ramot lehetett felhaszn�lni. A mostani k�s�rlet azonban azt bizony�totta, hogy a tud�sok a kor�bbin�l nagyobb fok� kontrollt tudnak gyakorolni a f�ny f�l�tt, �s ez az optikai t�vk�zl�sben, a kvantumsz�m�t�g�pek kialak�t�sakor nagy el�rel�p�st eredm�nyezhet. Mindezt a Harvard Egyetem fizika tansz�k�nek honlapja is kiemeli, a kvantumsz�m�t�g�pek �s az optikai t�vk�zl�s t�vlati fejleszt�s�re utalva. Amikor szerkeszt�s�g�nk az esetleges sz�m�t�stechnikai felhaszn�l�sr�l k�rdezte Bajcsyt, k�rd�s�nkre a Harvard Egyetem kutat�ja k�z�lte: a mostani k�s�rlet�k a f�ny kontrollj�r�l sz�lt, de nem sz�m�t�stechnikai, hanem egyel�re csup�n tiszt�n tudom�nyos szempontb�l. Az, hogy az �ltaluk kidolgozott eszk�z alkalmas lehet-e tov�bbi felhaszn�l�sra – nos, ez m�g csup�n lehets�ges felt�telez�s, az is elk�pzelhet�, hogy mindez nem j�r majd gyakorlati sikerrel. �g�retesnek t�nik ugyan a felfedez�s, de sok munka sz�ks�ges m�g Bajcsy szerint ahhoz, hogy meghat�rozhass�k: mik�nt lehet a mostani eredm�nyeket a gyakorlatban is alkalmazni. QIP - a j�v� technol�gi�ja? A mostani k�s�rlet kapcs�n sokszor felvet�dik a kvantumsz�m�t�g�pek kidolgoz�s�nak �tlete. Amikor err�l k�rdezt�k, Bajcsy lesz�gezte: nem kvantumsz�m�t�g�pekr�l van sz�, mert ez f�lrevezet� kifejez�s. Ink�bb a kvantumos inform�ci�feldolgoz�s (a m�r eml�tett QIP) kifejez�st �rdemes haszn�lni. Ez szerinte egy most kifejl�d�ben l�v� kutat�si ter�let, egyel�re csup�n „egyszer� demonstr�ci�kig” jutott ez a te�ria, vagyis nem a gyakorlati alkalmaz�sok szintj�n mozog ez a tudom�nyter�let. Bajcsy szerint a lehet� legkor�bbi QIP-alkalmaz�sok t�z �v m�lva jelenhetnek meg, de ezek m�g par�nyi eszk�z�k lesznek, a technol�gia ink�bb csak h�sz �v m�lva terjedhet el sz�lesebb k�rben, a kutat�sok mai �ll�sa szerint. Mindez egy�bk�nt m�g �gy is gyorsabb �tem� fejl�d�st mutathat, mint az egyszer� tranzisztorok negyvenes �vekbeli megjelen�se �s az asztali sz�m�t�g�pek elterjed�se k�z�tt eltelt negyven-�tven �ves peri�dus.