Langzaam en snel licht, of grote veranderingen in de groepssnelheid van het licht, zijn waargenomen in een reeks optische media, maar de fijne controle over de brekingsindex die nodig is om een ​​waarneembaar effect te induceren, is niet bereikt in een plasma.

In een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , wetenschappers van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) en het Laboratory for Laser Energetics (LLE), beschrijven hoe een laser-plasmasysteem kan worden afgestemd om grote en meetbare veranderingen in de groepssnelheid van licht te produceren.

Clement Goyon, hoofdauteur van het artikel getiteld "Slow and Fast Light in Plasma Using Optical Wave Mixing, " zei dat het team zowel langzaam als snel licht bereikte in plasma's, daarmee het vermogen aan te tonen om de brekingsindex van een laser-plasmasysteem aan te passen.

"Langzaam en snel licht is het topje van de ijsberg. De gemeenschap heeft de afgelopen decennia haar begrip van optische niet-lineaire plasma-eigenschappen vergroot, " zei hij. "In staat zijn om plasma-eigenschappen in ons voordeel te voorspellen en te gebruiken, is van cruciaal belang voor hoogenergetische laserexperimenten in fysica met hoge energiedichtheid en traagheidsopsluitingsfusie."

Goyon legt uit dat de energieoverdracht van de dwarsstraal die wordt gebruikt op de National Ignition Facility afhankelijk is van het correct voorspellen van de niet-lineaire optische eigenschappen van plasma met behulp van lineaire theorie. Aanvullend, Op plasma gebaseerde vervangingen voor een reeks standaard optische componenten zouden de manipulatie van licht bij extreme invloeden mogelijk maken.

Het experiment werd uitgevoerd in de Jupiter Laser Facility, waar een energetische pompstraal en een energiezuinige sondestraal elkaar kruisten in een He/H-plasma. Door het golflengteverschil tussen de twee bundels af te stemmen, kon het team de groepssnelheid van gepulseerd licht veranderen van 0,995c in 0,12c en -0,34c (c is gelijk aan lichtsnelheid in een vacuüm, of ongeveer 300, 000 kilometer per seconde).

Pierre Michel, wiens groep het project hielp financieren, zei dat laser-plasma-interacties notoir moeilijk te controleren en te voorspellen zijn.

"Echter, door langzaam en snel licht aan te tonen in plasma's, Ik heb het gevoel dat we een nieuwe opstap hebben bereikt voor de toepassingen van plasma's als optisch medium voor krachtige lasers, door een van de meest verwarrende en delicate prestaties van moderne niet-lineaire optica te reproduceren met behulp van plasma, " zei hij. "Dit helpt de zaak vooruit te helpen voor het gebruik van plasma als medium bij het ontwerp van toekomstige generaties krachtige lasers."