출처(원문): https://phys.org/news/2019-04-researchers-develop-way-to-control.html

University of Central Florida researchers have developed a way to control the speed of light. Not only can they speed up a pulse of light and slow it down, they can also make it travel backward.

센트럴플로리다대학교 연구진이 광속을 조절하는 기술을 개발했다. 연구진은 해당 기술을 사용하여 광펄스를 가속 및 감속시킬 수 있었으며, 반대 방향으로 이동하도록 만들 수 있었다.

The results were published recently in the journal Nature Communications.

해당 연구결과는 네이터 커뮤니케이션즈에 게재되었다.

This achievement is a major step in research that could one day lead to more efficient optical communication, as the technique could be used to alleviate data congestion and prevent information loss. And with more and more devices coming online and data transfer rates becoming higher, this sort of control will be necessary.

해당 기술은 광통신의 효율을 높일뿐만 아니라 데이터 체증을 완화시켜주고 정보 손실을 방지해줄 것으로 기대된다. 그리고 더욱더 많은 장치들이 인터넷에 연결되고 정보의 송수신 속도가 높아짐에 따라 이러한 제어는 필수적인 요소가 될 것이다.

Previous attempts at controlling the speed of light have included passing light through various materials to adjust its speed. The new technique, however, allows the speed to be adjusted for the first time in the open, without using any pass-through material to speed it up or slow it down.

광속을 조절하려는 시도는 과거에도 있었지만, 빛을 다양한 재료에 투과시켜 광속을 조절하는 식이었다. 그러나 이번에 새로 개발된 기술은 아무것도 없는 진공에서 광속을 조절할 수 있으며, 투과물질이 없어도 빛의 감가속이 가능하다.

"This is the first clear demonstration of controlling the speed of a pulse light in free space," said study co-author Ayman Abouraddy, a professor in UCF's College of Optics and Photonics. "And it opens up doors for many applications, an optical buffer being just one of them, but most importantly it's done in a simple way, that's repeatable and reliable."

“진공에서 광펄스의 속도를 조절할 수 있음을 명확하게 보여준 것은 이번이 처음입니다”라고 논문 공동저자이나 UCF 광학광자학과대학 교수인 Ayman Abouraddy가 말했다. “해당 기술은 여러 분야에 사용할 수 있으며, 광버퍼도 그 중 하나이지만, 여기서 중요한 점은 이것이 단순한 과정을 거쳐 반복적이고 안정적으로 이루어진다는데 있습니다”.

Abouraddy and study co-author Esat Kondakci demonstrated they could speed a pulse of light up to 30 times the speed of light, slow it down to half the speed of light, and also make the pulse travel backward.

Ayman Abouraddy와 그 공동저자 Esat Kondakci는 이번 연구에서 광펄스를 광속의 30배까지 가속하거나, 광속의 절반으로 감속하거나, 아예 거꾸로 이동시킬 수도 있음을 보였다.

The researchers were able to develop the technique by using a special device known as a spatial light modulator to mix the space and time properties of light, thereby allowing them to control the velocity of the pulse of light. The mixing of the two properties was key to the technique's success.

연구진은 해당 기술을 개발하기 위해 공간광모듈레이터를 사용했다. 이 장치는 빛의 공간적 및 시간적 특성을 혼합하여 광펄스의 속도를 조절할 수 있도록 해준다. 바로 이 두 특성의 혼합이야말로 해당 기술의 성공에 중요한 요소였다.

"We're able to control the speed of the pulse by going into the pulse itself and reorganizing its energy such that its space and time degrees of freedom are mixed in with each other," Abouraddy said.

“저희는 광펄스 자체에 개입하여 그 에너지를 재조직화함으로써 그 공간적 및 시간적 자유도를 서로와 혼합시켰고, 이를 통해 광펄스의 속도를 제어할 수 있었습니다”라고 Ayman Abouraddy는 말했다.

"We're very happy with these results, and we're very hopeful it's just the starting point of future research," he said.

“이번 결과가 나온 것에 매우 기쁘며, 이것이 추후 진행될 연구의 시작점이 되기를 기대합니다”라고 그는 덧붙였다.

More information: H. Esat Kondakci et al. Optical space-time wave packets having arbitrary group velocities in free space, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-08735-8 , www.nature.com/articles/s41467-019-08735-8

논문정보: H. Esat Kondakci 외. 자유공간에서 임의적인 군속도를 가지는 시공간 광파 패킷, 네이처 커뮤니케이션즈(2019). DOI: 10.1038/s41467-019-08735-8 , www.nature.com/articles/s41467-019-08735-8