ضوء متجمد. الرسم بالضوء

ما الذي يمكنك الرسم به؟ ربما يمكن لأي شخص أن يسرد عشرات الخيارات، من الأكثر وضوحًا إلى الأكثر غرابة. لكن قليلون سيعرضون الرسم بالضوء على مصفوفة الكاميرا. وفي الوقت نفسه، يعد هذا شكلاً فنيًا شائعًا جدًا اليوم، ويقع عند تقاطع الرسم والتصوير الفوتوغرافي ويسمى "الضوء المتجمد" (حرفيًا "الضوء المتجمد").

يتكون ضوء التجميد مما يلي: يتم ضبط سرعة غالق طويلة (من خمس ثوانٍ) في الكاميرا، وبعد ذلك يتم رسم صورة في الظلام مع وجود مصدر ضوء نقطة ما (أو عدة) أمام العدسة. والنتيجة هي نمط من خطوط الضوء في الصورة. ومع اتباع النهج الصحيح، يمكن أن يكون فعالاً للغاية، كما ثبت من خلال العديد من الأعمال في هذا الأسلوب.

Freezelight في حد ذاته ليس معقدًا للغاية، لكنه لا يزال يتمتع بالعديد من الميزات، والتي سنناقشها أدناه.

1. ارسم بألوان مختلفة

بالنسبة للضوء المتجمد، يمكنك، بالمعنى الدقيق للكلمة، استخدام أي مصدر ضوء ثابت (أي أن الشمعة لن تعمل بشكل جيد)، ولكن أفضل عمل يأتي من استخدام ألوان مختلفة، وكلما كانت غير عادية، كلما كان ذلك أفضل. فقط ضع في اعتبارك أن المشاكل قد تنشأ مع الألوان النصفية - سيكون من الصعب تمييزها عن بعضها البعض، لذلك من الأفضل اختيار الألوان المشبعة. لا يُنصح باستخدام أشعة الليزر الملونة - فقد تؤدي إلى تلف الكاميرا.

2. استخدم حامل ثلاثي الأرجل

لكي يظهر الرسم بالطريقة التي تريدها تمامًا، يجب أن تكون الكاميرا ثابتة، لأن التصوير يتم بسرعة غالق طويلة، مما يعني أن عدم وضوح الصورة أمر لا مفر منه، وسيتم تدمير الرسم تمامًا. وفقًا لذلك، تحتاج إلى حامل ثلاثي الأرجل أو على الأقل رف كتب أو طاولة أو أي شيء آخر يضمن بقاء الكاميرا ثابتة طوال فترة التصوير بأكملها.

3. أبقيه داكنًا تمامًا

قد يبدو هذا تافهًا، لكن أي مصادر ضوئية غريبة ستؤثر على الرسم النهائي إلى حد إتلافه ببساطة. لذلك، من الأفضل التصوير في الهواء الطلق بعيدًا عن إنارة الشوارع، وفي المنزل - في غرفة مغلقة بها نوافذ مغطاة بستائر أو بدون نوافذ على الإطلاق. الأمر نفسه ينطبق على الملابس - يجب أن تكون داكنة، لأن الملابس ذات الألوان الفاتحة، وخاصة الملابس ذات العناصر العاكسة، ستجعلك مرئيًا في الإطار.

4. ممارسة الرياضة

في التجميد، تعد الممارسة أمرًا في غاية الأهمية، لأنه في المرة الأولى لا يمكنك الحصول على رمز تعبيري عادي، ناهيك عن رسم معقد. بالإضافة إلى ذلك، لا يتمتع معظم المبتدئين بالمستوى اللازم من الخيال المكاني في البداية، مما يعني أنهم بحاجة إلى التدريب على هذا أيضًا. لذلك، من الضروري ليس فقط أن تبدأ كل لوحة بمحاولتين أو ثلاث محاولات تجريبية، ولكن أيضًا التدرب عليها قدر الإمكان.

5. خطط للرسم مسبقًا

وينطبق هذا بشكل خاص إذا تم افتراض وجود نمط معقد، بما في ذلك حالة وجود أكثر من مشارك واحد. من الضروري أولاً حساب حركات الجميع ووضع العلامات (فقط تأكد من أنها مرئية في الظلام ولكنها غير مرئية في الصورة). تدرب على الحركات التقريبية أولاً في الضوء لتسهيل التحكم في محور التماثل الوهمي (في الظلام سيصبح أحد نقاطك المرجعية الرئيسية).

6. التأملات تضيف الدراما

ننصحك بالبدء في الرسم من الأرض أو أي سطح آخر حتى تحصل على انعكاسات في الصورة. هذا، أولاً، سيعطي حجم الرسم الخاص بك بصريًا ويجعله أكثر إثارة للإعجاب، وثانيًا، سيؤكد أصالته (حيث لا يمكن إعادة إنتاجه).

(eng.freezelight) - التصوير الفوتوغرافي بالتعريض الطويل، والميزة الرئيسية له هي إنشاء صور وتجريدات ذات معنى باستخدام مصادر الضوء المختلفة. الشرط المهم هو عدم وجود معالجة الكمبيوتر للصورة.

قصة رائعة عن الضوء المتجمد، والتي تشرح بسهولة ووضوح كيفية الرسم بالضوء وما هو ضروري لإتقان هذا النوع من الفن.
القصة تم تصويرها بواسطة شركة GalileoMedia، ولهم جزيل الشكر، ورابط لنفس القصة على موقع الشركة الخاص بهم.

نص القصة (بدون نصوص المقابلة)

ماذا يحدث إذا قمت بتجميد الماء؟ هذا صحيح، الجليد. ماذا لو قمت بتجميد الضوء؟ تعتقد أنه من المستحيل! ربما! وعلاوة على ذلك، سوف تتحول جميلة جدا! ولكن ما الذي يجب فعله لإيقاف شعاع الضوء؟ أجهزة بسيطة، مثل مصادم الهادرونات ومجموعة صغيرة من بضع مئات من العلماء؟ سوف تتفاجأ، ولكن لتجميد الضوء، ستحتاج إلى مصابيح يدوية من مختلف الأشكال والأحجام، بالإضافة إلى متخصصين في الملابس الرصينة.

ومع ذلك، أول الأشياء أولا. مصطلح "الضوء المتجمد" هو ترجمة حرفية من العبارة الإنجليزية "freezelight". وهؤلاء هم ولاعات التجميد - أرتيم ورومان، الذين يرسلون الضوء إلى الثلاجة كل يوم. لم نكن نمزح بشأن المصابيح الكهربائية على الإطلاق. يمتلك Artem و Roman مئات من المصابيح الكهربائية المختلفة ومصابيح LED ومؤشرات الليزر. هذا الجهاز اسمه عمود إنارة، وهذه ثريا، وهذا مدفع. هذه كلها مصادر الضوء. والتي تحتاج إلى تجميدها بطريقة أو بأخرى.

توجد سراويل وسترات وقفازات في الاستوديو. ولكن لماذا يجب أن تتحول ولاعات التجميد إلى ملابس داكنة؟هل من الممكن حقاً أن تتسخ أثناء الرسم بالضوء؟ الآن بعد أن فهمنا ما هو مصدر الضوء، دعونا نتعرف على كيفية الرسم به. إذا رسمت بقلم رصاص على شيء فاتح، فستحتاج إلى شيء داكن للضوء. يتم تنفيذ العمل إما في الليل أو في استوديو بدون نوافذ.

الشيء الوحيد الذي لن تتمكن من تجميد الضوء بدونه هو الكاميرا. ويفضل أن يكون احترافيًا، مع الكثير من الإعدادات والبصريات الجيدة. وبالمناسبة، لا تنزعج مقدمًا - فهناك طريقة لجعل كاميرا رقمية بسيطة تلتقط لوحات بالضوء المتجمد. تحتاج فقط إلى التفوق عليها. سنخبرك كيف بعد ذلك بقليل. سر تجميد نمط الضوء هو التحكم بثلاث كميات أساسية يتم ضبطها في كاميرا احترافية. ما هي هذه الكميات؟

الأول هو سرعة الغالق - وقت تعرض الصورة. كلما كان الرسم أكثر تعقيدا، كلما زاد الوقت الذي يقضيه في إنشائه، وأطول سرعة الغالق. من المهم أن تتذكر القاعدة - إذا كانت سرعة الغالق غير كافية، فسيخرج نمط الضوء متكتلًا.

القيمة الثانية التي يجب أن يعرفها الفريزر هي الحساسية للضوء. بالإضافة إلى ISO - أي حساسية للضوء، يجب ألا ننسى الحجاب الحاجز. يغير كمية الضوء التي تمر عبر العدسة. إذا كان هناك الكثير من الإضاءة وتتداخل مع التقاط لقطة متجمدة، فيجب إغلاق الفتحة. خلاف ذلك، سوف تتحول الصورة خفيفة للغاية. هذا مهم جدًا - لا شيء يجب أن يمنع الكاميرا من رؤية الضوء بوضوح.

والآن حان الوقت لكشف سر ملابس الولاعات المجمدة. لماذا يختفي الرسامون بطريقة سحرية في اللوحات النهائية؟ وتذكر ملابس أرتيوم ورومان. السترة السوداء ليست تكريما لستيف جوبز. في التعريضات الضوئية الطويلة، عندما تكون جميع الحركات غير واضحة، يندمج الرجل ذو الرداء الأسود ببساطة مع الظلام المحيط به. ولكن عندما يكون من الضروري إظهار شخص ما في الإطار، فإنهم يلبسونه ملابس خفيفة ويضيءونه.

يأخذ أرتيم ورومان لقطة اختبارية مع شخص وخطوط مرسومة بالضوء. يمكنك الحصول على أي خطوط تريدها، اعتمادًا على خيال أولئك الذين يلوحون بالفوانيس.

لذا، امتلأت المصابيح الكهربائية - حان الوقت للانتقال إلى لوحات أكثر تعقيدًا! سر آخر لنجاح الفريزر هو التنسيق الجيد للحركات والتفكير المكاني المتطور.

نمت الزهرة و... عادت إلى الحياة. بعد كل شيء، إذا حددت لنفسك مهمة، فيمكنك إنشاء رسم كاريكاتوري، ورسم صورة واحدة تلو الأخرى بالتتابع. ينبض الضوء المتجمد بالحياة ويتحول إلى مقطع فيديو. تبدأ الشخصيات والأشياء الكرتونية في العيش في العالم الحقيقي.

هل تتذكرون أننا وعدنا بالكشف عن إمكانات كاميرات التصوير والتقاط الصور الرقمية المنزلية؟ الآن ستخبرك أدوات التجميد عن كيفية خداع كاميرا بسيطة حتى تتمكن من تجميد نمط الضوء. فمع سرعة الغالق الطويلة، تنتج رعشة اليد ضبابية، وهو ما يسمى بالاهتزاز. لتجنب ضبابية الصورة، يستخدم الولاعات المتجمدة دائمًا حاملًا ثلاثي الأرجل في عملهم.

والآن - انتبه! سوف يرسم أرتيم ورومان لوحة بالضوء المتجمد خصيصًا لجاليليو! أولاً، يرسم رومان رسمًا تخطيطيًا. وهذا برج تلفزيوني منه يبث في كل الاتجاهات عبر السماء. صاروخ يطير في المركز. هناك نجوم حولها. كل شيء بسيط للغاية. ولكن لجعل نقش جاليليو، سيتعين عليك التدرب على كتابته في صورة معكوسة. سيكون عليك أن تدور أمام المرآة، مثل فتاة قبل موعد غرامي.

حان الوقت لإضفاء الحيوية على لوحة بالضوء المتجمد بأسلوب غاليليو! قام Artem و Roman بتعيين الأدوار وأجريا بروفة، وعملا على تسلسل تمرير المصابيح الكهربائية لبعضهما البعض. نحن نتدرب على هذه العملية. يقوم رومان ببناء برج تلفزيون. ينضم Artem إلى العمل ويمثل نقطة البداية لنقش غاليليو. يمر مصباح يدوي من اللون المطلوب إلى يد أرتيوم، الذي يبدأ في كتابة اسم برنامجنا، ويرسل رومان موجة كهرومغناطيسية من حوله. الآن ينطلق الصاروخ وتضيء النجوم في السماء! انتهى التدريب، والآن نفس الشيء في الظلام!

يقطع! لقد حصلنا على الكثير من اللوحات... ولكن هذه هي اللوحة التي تحتوي على الكثير من الضوء - وهذه هي المرة الأولى التي نعرض فيها عليها! Freezelight - تم اختباره بواسطة جاليليو!

مؤلفة قصص البرنامج التلفزيوني "جاليليو" أوليسيا شتانكو.

أمثلة على تجميد الضوء

بعض اللقطات المتجمدة التي تم التقاطها أثناء تصوير البرنامج.

تصوير فريش لايت سعيد!

تحياتي لكل من زار مدونتي عن التجميد (الضوء المتجمد).
اسمحوا لي أن أبدأ بحقيقة أن "الضوء المتجمد" هو اتجاه مثير للاهتمام للغاية بين المصورين الهواة، لأن رحلة الخيال هنا لا حدود لها. وبغض النظر عن المعدات التي تستخدمها، فإن الرغبة والرغبة الرئيسية هي معرفة الأساسيات والرسم بالضوء في ظلام دامس.

محاولاتي الأولى للرسم بالقلم الشكل 1. يمكنك الرسم باستخدام أي مصدر ضوء في متناول يدك اليومية (المصابيح الكهربائية، والولاعات، وأعواد الثقاب، والشموع) وتنتهي بقيود الميزانية (صناديق الضوء، والمصابيح الكهربائية، والأضواء الموجهة). جربه، لا داعي لأن تشعر بالأسف على "الفيلم" ;)
الصورة 1.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/5692/Im3zJH6Zc94.jpg

أما بالنسبة للتصوير الفوتوغرافي، فسوف أخبركم الآن من الداخل والخارج كيف تم إعداد كل شيء وكيف تم كل شيء.
1. نبتكر صورة في رؤوسنا أو على الورق، ونرسم حبكة أو نصًا مهما كان ما يرغب به قلبك. هذا هو الرسم التخطيطي الخاص بي قبل بدء العمل الشكل 2.
الشكل 2.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/569b/DSLDHp8IFyE.jpg

2. أنت الآن بحاجة إلى إعداد أدوات خفيفة لتنفيذ خططك.
3. لنبدأ بأهم شيء في التصوير الفوتوغرافي، وهو شجرة عيد الميلاد، وقد تقرر من خلال التجربة والخطأ جعلها غير عادية، وتقرر الاستقرار على شريط LED ملون بطول 1 متر.
الشكل 3.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56a4/n6hFyq3D_NE.jpg

حسنًا، ما هي شجرة عيد الميلاد بدون نجمة؟ لم يكد يقال ويفعل، كل ذلك بنفس مصابيح LED؛) ولكي تحترق شجرة عيد الميلاد، فإنها تتطلب كهرباء، والتي يتم تشغيلها من خلال بطارية 12 فولت.
الشكل 4.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56ad/o7NFsRaAeto.jpg

4. كيفية عمل نقش جميل "سنة جديدة سعيدة" فكرت وتذكرت طريقة softbox و "طباعة الشاشة". اسمحوا لي أن أشرح، أي رمز تتم طباعته على الطابعة على ورق عادي أو ملون، ولكن بتنسيق "سلبي"، وبعد ذلك يجب تطوير هذا الرمز بطريقة ما في ظلام دامس، وهنا يلزم وجود softbox لإضاءة الرمز في الظلام؛) ولكن بعد ذلك جاء الصداع، نظرًا لأن النقش كبير ويتكون من العديد من الحروف، فسأحتاج إلى "softbox كبير"، ولكن في حالة عدم وجود واحد قررت أن أفعل التأثير المعاكس، أضيءه ليس من الخلف ولكن من الأمام باستخدام كشاف ضوئي، وبما أن الضوء ينعكس فقط من الألوان الفاتحة، فقد حصل الإطار على إضاءة جيدة كنت أحتاجها، والآن كل ما تبقى هو طباعة جميع الحروف السلبية على ورق ملون ولصقها معًا ثم قم بتثبيتها على الإطار، للحصول على موقع مناسب في الشارع، انظر الشكل 5-6.
الشكل 5.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56b6/oqVKiE-VuAo.jpg
الشكل 6.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56bf/MXSTD74pX5Q.jpg
5. دعنا نذهب أبعد من ذلك، ثم لدينا علم الاتحاد الروسي، هنا مرة أخرى كان علينا أن نظهر البراعة في صنع مثل هذه الأداة الخفيفة التي ستبدو مشابهة تمامًا للعلم الذي يرفرف) لذا أقدم انتباهكم إلى هذا الاختراع 7.
الشكل 7.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56c8/ligMPxllxbg.jpg
يتم استخدام 3 وحدات تحكم لتبديل الألوان، و3 بطاريات و3 قطع من شريط LED، وكل هذا متصل ببعضه البعض في سطر واحد على عصا عادية، ونتيجة لذلك، عند التحرك، نحصل على علمنا الأصلي لروسيا. الشكل 8.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56d1/jFqBsmjxUoA.jpg
6. التالي هو مصدر ضوء معقد للغاية، هذه شرارة. الشكل 9، من الصعب التحكم في مثل هذه الفرشاة الضوئية في الهواء) انظر إلى الاختبارات الأولى. الشكل 10. بعد قليل من التدريب تمكنا من ترويض "وحش النار" هذا "))
الشكل 9.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56da/gzll7DjxWiY.jpg
الشكل 10.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56e3/Q2KpXf1gceg.jpg
7. فرشاة خفيفة للرسومات المنقطة، أي مصدر ضوء ينبعث منه ضوء ناعم ومركّز مناسب هنا، في هذه الحالة، سلسلة مفاتيح مصباح يدوي صغير وخشخيشة لعبة) الشكل 11.، بمساعدتها يمكنك رسم مثل هذه الأشكال الشكل 12.
الشكل 11.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56ec/dNk29Iq0eXQ.jpg
الشكل 12.
http://cs406222.userapi.com/v406222465/56f5/JgCNkNMYjKk.jpg
8. بعض نقاط التشغيل الأشكال 13-16.
الأشكال 13-16.

تمكن باحثون من جامعة دارمشتات (ألمانيا) من إيقاف تدفق الضوء لمدة دقيقة واحدة. الضوء، وهو أسرع مادة معروفة في الكون (سرعتها 300000 كم/ثانية)، توقف داخل البلورة. وبالتالي، يصبح من الممكن إنشاء ما يسمى ذاكرة خفيفة، عندما يتم تجميع المعلومات التي يحملها الضوء بواسطة بلورة. بالإضافة إلى أن مثل هذا البحث في حد ذاته يثير الخيال، فإنه يمكن، بنجاح كبير، أن يصبح الأساس لإنشاء شبكات كمومية طويلة المدى، وربما يقدم هذا البحث أدلة حول كيفية جعل سرعة الضوء أسرع من القيمة التي يحدها الكون .

إذا نظرنا إلى التاريخ، في عام 1999 تمكن العلماء من تقليل سرعة الضوء إلى 17 م/ث، وبعد ذلك بعامين، أوقفت نفس المجموعة من الباحثين الضوء تمامًا، ولكن فقط لبضعة أجزاء من الثانية. وفي وقت سابق من هذا العام، تمكن باحثون من معهد جورجيا للتكنولوجيا (الولايات المتحدة الأمريكية) من إيقاف الضوء لمدة 16 ثانية، والآن تمكن علماء من دارمشتات من زيادة هذه العتبة بمقدار دقيقة واحدة.

ولإيقاف الضوء، استخدم العلماء تقنية تسمى الشفافية المستحثة الكهرومغناطيسية (EIT). لقد استخدموا بلورة مبردة ومبهمة تمامًا من سبيكة من سيليكات الإيتريوم والبراسيوديميوم. يتم توجيه شعاع ليزر متحكم فيه إلى البلورة، وبالتالي يخلق تفاعلًا معقدًا على المستوى الكمي، مما يجعل البلورة شفافة تمامًا. يتم بعد ذلك توجيه مصدر ضوء ثانٍ (مصدر البيانات/الصورة) إلى البلورة الشفافة بالكامل. بعد ذلك، يتم إيقاف تشغيل الليزر الذي يتم التحكم فيه، مما يعيد البلورة إلى حالة العتامة الكاملة. لا يسمح هذا الإجراء فقط باحتجاز الضوء الذي يحمل البيانات في البلورة، ولكنه يزيل أيضًا انعكاسه بسبب العتامة. وهكذا توقف الضوء.

بسبب الافتقار إلى حرية الحركة، يتم جمع طاقة الفوتون بواسطة ذرات البلورة ويتم تحويل البيانات التي يحملها الضوء إلى دوران ذري (يجب عدم الخلط بينه وبين الدوران البشري). لإطلاق الضوء من البلورة، يتم تشغيل الليزر المتحكم فيه مرة أخرى، مما يجعل البلورة شفافة مرة أخرى ويتم إطلاق السبينات الذرية إلى فوتونات. يمكن لهذه السبينات الذرية أن تحافظ على التماسك (تكامل البيانات) لمدة دقيقة، وبعد ذلك يختفي شعاع الضوء. في جوهرها، فإن إنشاء مثل هذه الشروط يجعل من الممكن ضمان تخزين واسترجاع البيانات من الذاكرة الخفيفة.

في الصورة أعلاه، يمكنك أن ترى كيف نجح العلماء في تخزين صورة بسيطة (ثلاثة خطوط أفقية) في بلورة لمدة 60 ثانية. يبدو أنه من الممكن تخزين البيانات في البلورة لفترة أطول من الوقت إذا تم استخدام عناصر كيميائية أخرى، مثل اليوروبيوم المشوب بسليكات الإيتريوم واستخدام مجالات مغناطيسية تم إنشاؤها خصيصًا.

يعلم الجميع أن سرعة الضوء هي إحدى خصائص الكون التي لا تتزعزع. وتبلغ سرعتها في الفراغ حوالي 300000 كم/ثانية. وفي المواد المختلفة تكون سرعة الضوء أقل، فمثلاً في الماء تبلغ 75% من سرعته في الفراغ. يتباطأ الضوء أكثر في الماس - 2.4 مرة! ولكن هذا هو الحد.

مجموعة من الباحثين من الولايات المتحدة الأمريكية تحت قيادة L. V. Gau * (كامبريدج، ماساتشوستس) حددوا لأنفسهم هدف إبطاء سرعة الضوء بملايين المرات وحتى التوقف التام. إن تنفيذ هذه الفكرة من شأنه أن يفتح فرصًا غير متوقعة تمامًا في مجال الاتصالات وتخزين المعلومات وعدد من التطبيقات الأخرى.

تم إنشاء ظروف الكبح هذه في سحابة على شكل سيجار من ذرات الصوديوم يبلغ طولها 0.2 مم وقطرها 0.05 مم، وتم وضعها في مجال مغناطيسي وتبريدها إلى درجة حرارة تصل إلى جزء من المليون من الدرجة (تقريبًا إلى الصفر المطلق). الصوديوم معدن أحادي التكافؤ، مما يعني أنه لا يوجد سوى إلكترون واحد في المدار الخارجي لذرة هذا المعدن. يمكن لهذا الإلكترون أن يشغل العديد من المدارات المختلفة حول النواة. على سبيل المثال، إذا كان في المدار الأدنى، وبعد التقاط فوتون من الضوء، يتحرك الإلكترون إلى مدار أعلى، ويعتمد حجم هذه الحركة على طاقة الفوتون، وبالتالي على الطول الموجي للضوء.

بالإضافة إلى ذلك، فإن مثل هذا الإلكترون ونواة الذرة هما مغناطيس (مثل إبرة مغناطيسية صغيرة). يرتبط اتجاه هذا السهم بدوران الذرة، في أحد اتجاهات هذا السهم يتحدث المرء عن دوران متسق، وفي الآخر - عن دوران غير متسق. حدد الباحثون في تجاربهم ثلاث حالات لذرة الصوديوم: الحالة 1 - إلكترون في المدار الأدنى، منسق الدوران؛ الحالة 2 - إلكترون في المدار الأدنى، يدور بشكل ثابت (طاقة الذرة أعلى قليلاً)؛ الحالة 3 - الإلكترون في مدار عالٍ تكون طاقة الذرة أكبر 300000 مرة. وبالمناسبة، فإن انتقال الإلكترون من الحالة 3 إلى الحالة 1 و2 يصاحبه انبعاث فوتون (وهذا هو سبب وجود الخط الأصفر الساطع في طيف الصوديوم).

تم إرسال نبضة ضوئية من الليزر بتردد تم اختياره بعناية إلى السحابة المحددة من ذرات الصوديوم. وفي الوقت نفسه، انتقلت ذرات الصوديوم بالإجماع من الحالة 1 إلى الحالة 3. وبعد وقت قصير، عادت إلى الحالة 1، وأعادت إصدار الفوتونات، ولكن بشكل فوضوي في الوقت المناسب وفي اتجاهات مختلفة. توهجت سحابة الصوديوم باللون الأصفر، لكن المعلومات المتعلقة بنبضة الليزر الأولية فُقدت.

ولتجنب ذلك، استخدم الباحثون ظاهرة الشفافية المدفوعة بالكهرومغناطيسية، التي اكتشفتها مجموعة هاريس في جامعة ستانفورد عام 1992. في هذه الحالة، يمكن لشعاع الليزر بتردد محدد خصيصًا أن يغير شفافية سحابة من ذرات الصوديوم للضوء بتردد مختلف من معتم مثل الجدار إلى شفاف مثل الزجاج. شعاع الليزر بهذا التردد كان يسمى شعاع محفز.

تم اختيار تردد الشعاع المحفز بدقة لاستخدام فرق الطاقة بين الحالتين 2 و3. ولم تستقبل الذرات في الحالة 1 هذا الشعاع. بالنسبة لهذه الذرات، تم استخدام شعاع آخر، يسمى شعاع الاختبار، والذي يتوافق تردده مع الفرق بين الحالتين 1 و3. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام يبدأ عندما يتم استخدام الحزم المحفزة والاختبارية في وقت واحد.

تخيل رجلين قويين يحاولان وضع يد بعضهما البعض على الطاولة. ويحدث نفس الشيء في ذرات الصوديوم. الحزم الحثية والاختبارية تمنع بعضها البعض من العمل. ويسمى هذا التأثير في الفيزياء بالتداخل الكمي. ولا تلتقط الذرات فوتونات شعاع الاختبار، ويتبين أن سحابة الذرات شفافة بالنسبة لهذا الشعاع. من المفترض أن يكون معامل الانكسار لحزمة الاختبار هو الوحدة (كما هو الحال في المساحة الفارغة).

في الواقع، شعاع الاختبار ليس ترددًا واحدًا تمامًا، ولكنه يحتوي على مجموعة من الترددات المختلفة قليلاً. إذا كان التردد يختلف قليلا عن المحدد، فإن الحظر عليه ليس صارما للغاية، ويختلف معامل الانكسار عن الوحدة. هذا يعني أن الشعاع عند هذا التردد يتباطأ. لذلك، في مجموعة من الترددات، يتحرك المكون بكل تردد محدد بسرعته الخاصة.

فإذا انتقل الضوء عبر الماء، على سبيل المثال، فإن كل مكون ترددي يتحرك بنفس السرعة. وتتحرك النقطة التي تتزامن عندها أطوار هذه المكونات (نقطة التزامن) بنفس السرعة، وتسمى هذه السرعة بسرعة المجموعة. في سحابة من ذرات الصوديوم، تتحرك نقطة تزامن الطور بشكل أبطأ بكثير، لأن سرعات المكونات مختلفة. كلما تغير معامل الانكسار مع التردد، زاد تباطؤ نبض الضوء.

ولكن هنا يتدخل ظرف واحد غير سارة. تتحرك ذرات الصوديوم الموجودة في السحابة بشكل عشوائي. هذه الحركة تؤدي إلى تأثير دوبلر. هل تتذكر كيف يتغير صوت الطائرة الطائرة؟ وبعد ذلك يتم "تلطيخ كل مكون تردد لحزمة الاختبار عبر الطيف ويتم فقدان المعلومات الأصلية الموجودة في هذه الحزمة. ولتقليل تأثير دوبلر، كان على الباحثين خفض درجة حرارة سحابة الصوديوم إلى درجات حرارة منخفضة للغاية - إلى جزء من المليون من الدرجة من الصفر المطلق. في هذه الحالة، تبين أن ذرات الصوديوم كانت بلا حراك عمليا واختفى تأثير دوبلر.

كيف تم ذلك؟ هل تتذكر كيف يحافظ الفلاحون على برودة الماء في حرارة الصيف؟ يسكبونه في إبريق فخاري ويضعونه في الظل. تتسرب بعض جزيئات الماء عبر جدران الوعاء وتتبخر وتزيل حرارة التبخر. بقية الماء يبقى باردا. استخدم الباحثون عملية مماثلة. تم احتجاز سحابة من ذرات الصوديوم بواسطة مصيدة كهرومغناطيسية في غرفة مفرغة (كما هو الحال في إبريق)، وتطايرت الذرات الأكثر سخونة من المصيدة (سرعتها أعلى من غيرها) و"تم طردها بعيدًا بواسطة موجات الراديو بتردد محدد خصيصًا" . ونتيجة لذلك، تتخلص الذرات التي تمت إزالتها من الحرارة الزائدة، وتبرد الذرات المتبقية.

استغرقت عملية التبريد بأكملها إلى درجة حرارة منخفضة للغاية 38 ثانية فقط.

مع هذا التبريد، تم إبطاء شعاع الليزر إلى سرعة 160 كم / ساعة. إذا كان شعاع مكثف عند مخرج الليزر يمكن أن يحرق إصبعًا، فعند مخرج منشأة بحثية، لن يتمكن الإصبع حتى من الشعور بالحرارة. وتم تسجيل سرعة انتشار نبضة ليزر قصيرة... بواسطة كاميرا سينمائية - مقدار انتقال نبضة الليزر من إطار إلى إطار تصوير.

لكن هذا لم يكن كافيا للباحثين. واستمروا في التبريد أكثر ووصلوا إلى حالة واحدة من 500 مليار من الدرجة. ذات مرة في مسرحية "أليس في بلاد العجائب" سمعت عبارة: "هذا مكان غريب جدًا. اتضح أنه في الفيزياء النظرية، تشكل المادة عند درجة الحرارة هذه ما يسمى بمكثف بوز-آينشتاين، أي. تتوقف الذرات تماما. حتى الآن، كان كل هذا مجرد نظرية.

دعونا نعطي الكلمة للباحثين. "لقد جلسنا أمام غرفة زجاجية تحتوي على سحابة من ذرات الصوديوم. أطلق الليزر نبضات اختبارية، مدتها في الهواء كيلومتر واحد. وفي السحابة، بلغ هذا الدافع جزءًا من عشرين من المليمتر. ولكن بمجرد إيقاف تشغيل إشارة الليزر المحفزة، أصبح طول نبضات الاختبار مرة أخرى كيلومترًا واحدًا. وهكذا كان التباطؤ 20 مليون مرة. يمكن لسائق الدراجة النارية أن يسافر بسرعة أكبر من شعاع الضوء هذا.

قد يتوقع المرء أن يكون هناك تركيز هائل للطاقة في هذه النبضة القصيرة. اتضح أن معظم الطاقة من شعاع الاختبار تذهب إلى الشعاع المحفز. وبعد ذلك، عند الخروج من السحابة، تم إرجاع الطاقة إلى شعاع الاختبار.

كل هذه العمليات تعتمد على العديد من العوامل المختلفة. على سبيل المثال، إذا كانت طاقة شعاع الإثارة ضعيفة للغاية، تصبح السحابة معتمة لشعاع الاختبار، وتمتص ذرات الصوديوم طاقة شعاع الاختبار. يعتمد الكثير على كثافة ذرات الصوديوم في السحابة، ومعلمات المجال الكهرومغناطيسي للمصيدة، والعديد من العوامل الأخرى. لذلك لا يسع المرء إلا أن يفاجأ بصبر الباحثين ودقة التجارب.

والآن قمنا بالبحث وتجربة هذا التأثير. دخل نبض الاختبار إلى السحابة، وفي تلك اللحظة تم إيقاف تشغيل الليزر المحفز. توقف نبض الاختبار في السحابة وتم تسجيله بسبب حالة الذرات. ومن ثم، من خلال تشغيل ليزر الإثارة مرة أخرى، أطلق الباحثون النبض المخزن. لذلك لدينا "خلية ذاكرة للضوء". في هذه الحالة، يمكن اعتبار سرعة الضوء تساوي الصفر.

ماذا سيعطي هذا لتكنولوجيا المستقبل؟ بداية، ستعطي ظاهرة إبطاء الضوء دفعة كبيرة للبصريات غير الخطية. للحصول على تأثيرات غير خطية، تضطر هذه المنطقة من الفيزياء إلى تحقيق قوى ليزر فائقة الارتفاع. كما أن إبطاء الضوء يجعل من الممكن العمل بقدرات منخفضة جدًا. قد تكون نتيجة البحث في مجال البصريات غير الخطية إنشاء مفاتيح بصرية فائقة الحساسية.

ومن الممكن أن يكون التطبيق الآخر هو إنشاء ما يسمى بأجهزة الكمبيوتر الكمومية (إذا كان من الممكن إنشاؤها على الإطلاق). وفيها، يتم استبدال "0" و"1" المعتادين بالتراكبات الكمومية. إن سرعة أجهزة الكمبيوتر هذه أعلى بكثير من تلك الموجودة. ويمكن استخدامها لحل المشكلات التي لم يحلم بها أحد حتى الآن.