Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 39 reacties
Submitter: maestroo

Een internationaal team van wetenschappers is erin geslaagd om een grote hoeveelheid lichtfrequenties tegelijkertijd te vertragen. Op termijn zou deze techniek kunnen helpen om optische communicatie efficiënter te laten verlopen.

Volgens de Vrije Universiteit van Brussel hebben de wetenschappers een nieuwe methode ontdekt om licht te vertragen. Er zijn al manieren om lichtgolven met bepaalde frequenties te vertragen, maar die hebben geen invloed op de snelheid van de overige frequenties. "Daarom moet in zulke systemen steeds een compromis worden gesloten tussen de mate waarin het licht vertraagd wordt en de hoeveelheid kleuren waarmee gewerkt wordt", luidt het in de woorden van de VUB. Hierdoor zouden die technieken niet bruikbaar zijn voor optische communicatie.

Een lagere lichtsnelheid stelt onderzoekers in de toekomst wellicht in staat om licht bij optische communicatie efficiënter in goede banen te leiden, wat de doorstroom kan bevorderen. Ook stelt de universiteit dat het energiegebruik van netwerkonderdelen als optische routers en switches kan dalen, doordat deze efficiënter kunnen werken als licht de circuits trager passeert.

De onderzoekers baseren hun methode op de interactie tussen een lichtpuls en een dunne laag metamateriaal. Metaoppervlakken hebben invloed op lichtgolven in fase en kunnen daarmee optische signalen manipuleren. Ze hebben een tweedimensionale structuur waarvan de elektromagnetische eigenschappen bepaald worden door elementen die resoneren op subgolflengtes.

De wetenschappers stellen voor metaoppervlakken te ontwerpen die dikkere driedimensionale oppervlakken imiteren. "Deze specifieke configuratie creëert voor het licht de illusie dat de te overbruggen afstand veel groter is dan de werkelijke fysische afstand en vertraagt hierdoor in de praktijk het licht tot willekeurig te bepalen lage snelheden", aldus de VUB.

Het onderzoek is uitgevoerd door Vincent Ginis van de VUB, Philippe Tassin van Chalmers University, en Thomas Koschny en Costas Soukoulis van Iowa State University. Ze publiceren over hun werk onder de titel Broadband metasurfaces enabling arbitrarily large delay-bandwidth products in het wetenschappelijke tijdschrift Applied Physics Letters.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (39)

Toevallig laats een boek geleend over tranmissie lijnen en electro magnetisme (licht is electro-magnetische straling). hierin staat de volgende formule: lambda = 1 : sqrt(er) * v : f

hierin is v de snelheid in vrije ruimte, er is de relatieve dielectrische constante van het medium waar de straling door propagandeert en f is de frequentie in hertz. Tot slot is lambda de aanduiding voor golflengte, wat de grote van electro-magnetische straling bepaald.

Hierbij legt mijn aandachtspunt op er, ik vermoed dat ze een manier hebben gevonden om de dielectrische constante aan te passen op een gewild moment, wat in de praktijk voor een vertraging zou moeten zorgen.

Op dezelfde manier word licht gebroken (en vertraagt) door water overigens.

[edit] dank Frozen bij deze aangepast.

[Reactie gewijzigd door dantalion op 5 februari 2016 16:24]

Lambda :) https://nl.wikipedia.org/wiki/Lambda

Je bent niet de enige overigens, ik dacht ook jaren en jaren dat het "labda" was. :P
Dat is niet heel gek, de juiste uitspraak is namelijk wel labda.
Dat heeft mijn natuurkundeleraar mij ook wijsgemaakt. De juiste uitspraak echter is 'lam-tha', met een soort Engelse th.

Bron: https://www.youtube.com/watch?v=28yu1PFc438 (en nog 1001 video's op YouTube).
Leuk, een taaldiscussie bij een natuurkunde-onderwerp. :P

Om het nog ingewikkelder te maken: ze zijn allebei (alledrie?) een beetje juist. Ja, die Youtube-video laat mooi zijn hoe het in het huidige Griekenland wordt uitgesproken. Dat lijkt mij de meest logische uitspraak om aan te hangen. Echter, bij lessen in het Oudgrieks, wordt ook zeker "labda" gebruikt (zelf meegemaakt, bij verschillende docenten).
In deze lijst: https://nl.wikibooks.org/wiki/Oudgrieks/Alfabet staan ook allebei de vormen (met en zonder 'm').
En om het allemaal nog wat leuker te maken, lees ook het stukje onderaan die pagina:
De Grieken hebben vandaag de dag de grootste moeite om de b-klank uit te spreken. Wanneer men dan toch een b nodig heeft (zoals wanneer men de stad Breda bezocht heeft), zal een moderne Griek de combinatie mu-pi (μπ) gebruiken. De naam Bob zal dus in modern Grieks Mπομπ worden geschreven.
Dus... 'bd'? Lavdha? Lamp-da? Het komt allemaal wel voor. :P Men zal je wel begrijpen als je blijft zeggen wat je nu zegt. En niet iedereen spreekt Nieuwgrieks. Maar dat lijkt mij op dit moment toch de 'beste' uitspraak.

Ontopic:
Cool! Ik maar denken dat de lichtsnelheid een constante was... :o Interessante trucs.

[Reactie gewijzigd door Nonstop decay op 7 februari 2016 11:26]

offtopic:
En die docenten zijn geboren in het oude Griekenland? Of hebben ze een oude LP beluisterd? Het is heel waarschijnlijk dat die docenten hun uitspraak uit dezelfde bron hebben, maar het is vrijwel onmogelijk om iets objectiefs over uitspraak in voorbije millennia te zeggen. Misschien dat rijmschema's en afgeleide talen kunnen helpen, maar niet veel

Sneller internet? Is dit het AD of Tweakers.net? Ik denk dat wetenschappers snellere informatieoverdracht nastreven, of die informatie TCP-pakketjes, LightPeak of ongecomprimeerde videobeelden zijn zal de onderzoekers een biet zijn.
Is wel vreemd, ik heb Grieks en in mijn Grieks boek staat heel duidelijk bij uitspraak: 'labda'. Zonder een m. Zo spreekt mn Grieks docent het ook uit...
Ben er pas sinds vandaag achter gekomen dat het dus 'lambda' is.
Maargoed, dat boek is al tien jaar oud, misschien dat het daar aan ligt?

Edit:
Zit er dan nog verschil tussen Nieuwgrieks en Oudgrieks (wat ik dus leer)?

[Reactie gewijzigd door wouterg00 op 7 februari 2016 22:09]

Wel grappig dat ze het hebben over de illusie voor het licht. Alsof licht intelligentie bevat. :)
Quantum-fysisch gesproken heeft het inderdaad ook een bepaald soort "intelligentie", of "geheugen"...
Buiten dat om is licht heel raar. Het is een golf maar ook een deeltje. Dit zorgt er voor dat licht zich op hele leuke manieren kan gedragen onder verschillende omstandigheden. Denk daarbij aan "de tralie". De meest bekende toepassing is die van het venster in de glazen ruit van een magnetron. Net te klein om de 2,4GHz golven door te laten, maar groot (of juist klein) genoeg om normaal licht door te laten. Met alleen een deeltje had die tralie niet veel verschil gemaakt, maar voor een golf is het genoeg om de boel tegen te houden.

Daarnaast is het op zijn minst interessant hoe fotononen ontstaan uit gas en een vonkje (aansteker of lucifer). Scheikundig gezien is het heel raar omdat je kennelijk energie verliest in je reactievergelijking (de fotonen en golven hebben toch echt een bepaalde hoeveelheid energie), maar toch weten wel allemaal dat een aansteker licht geeft
Ik zie dat zo voor me: Ik lichtdeeltje/golfje vindt dat wel een hele grote afstand. Laat ik maar rustig lopen anders ben ik uitgeput voordat ik aan het einde ben :+ .
Dat was ook mijn eerste gedachte...

Daarna merkte ik op dat ze het hebben over resonantie. Dat suggereert dat ze dezelfde golf iets later nog eens uitzenden ofzo... Moet de publicatie maar gewoon lezen denk ik
Hierbij legt mijn aandachtspunt op er, ik vermoed dat ze een manier hebben gevonden om de dielectrische constante aan te passen op een gewild moment, wat in de praktijk voor een vertraging zou moeten zorgen.
Ik weet niet of hij momentaan aangepast kan worden, maar metamaterialen hebben wel bijzondere eigenschappen voor ε (dielectrische constante/elektrische permittiviteit) en µ (magnetische permeabiliteit). Kijk hier maar: https://en.wikipedia.org/...Negative_refractive_index
Is ook een manier om sneller dan het licht te kunnen reizen.
Is ook een manier om sneller dan het licht te kunnen reizen.
Dat is een wat ongelukkige "afkorting". De natuurwet die jij bedoelt gaat erover dat je niet sneller kunt reizen dan "de lichtsnelheid in vacuüm". Dat getal is een constante ("c", ruwweg 300.000 km/s) en verandert totaal niet door dit onderzoek.

De snelheid waarmee licht zich voortbeweegt is afhankelijk van het medium ("het spul") waar het doorheen gaat. De hoogste snelheid haalt het in een vacuüm en als vuistregel, hoe "dichter" het materiaal hoe lager de snelheid: in lucht een klein beetje langzamer dan in vacuüm, in water nog veel langzamer en in glas weer wat langzamer.

Het is overigens prima mogelijk voor deeltjes om zich in stof A voort te bewegen met een snelheid groter dan de lichtsnelheid in stof A (zie Cherenkov radiation); de "snelheidslimiet" is altijd de lichtsnelheid in vacuüm.

@Reactie:
Het opleidingsniveau van T.net-bezoekers verschilt enorm, om het over het gigantische gat tussen "populaire wetenschap" en "echte wetenschap" nog maar niet te hebben. Dus nee, aan een one-liner kan ik niet zien of je een geintje maakt of niet weet hoe het zit.
Overigens, het gaat niet alleen om jou; zelfs als jij een grapje maakt, dan nog kunnen andere lezers langskomen die denken "ja inderdaad, dat kan toch helemaal niet!?"; mijn reactie is ook voor hen bedoeld.

[Reactie gewijzigd door robvanwijk op 7 februari 2016 02:11]

Sure, geen massa hebben of oneindig veel energie. Dan kan je met de snelheid van het licht gaan. Kies maar :p

Er zijn theorien dat je bijvoorbeeld de ruimte om een ruimte schip kunt manipuleren. Door de ruimte voor een ruimte schip te verkleinen lijk je van buitenaf sneller te gaan, terwijl je zelf niet met een hogere snelheid verplaatst.

Door bovenstaande twee zaken te combineren zou je soort van 'sneller dan het licht' kunnen gaan. Maar de kans dat dit inderdaad kan acht ik niet heel groot. En ik denk dit zeker niet in ons leven mee te gaan maken :p

Als je de wetenschap hier achter interessant vindt kan ik je PBS Space Time aanraden: https://www.youtube.com/channel/UC7_gcs09iThXybpVgjHZ_7g

Edit: D4NG3R, danku :) Heb m'n post iets verduidelijkt.

[Reactie gewijzigd door job_h op 5 februari 2016 15:52]

Offtopic:
Dan ben je alsnog gebonden aan de snelheid van het licht.
Wat theoretisch wel mogelijk is is om relatief gezien sneller als het licht te reizen, maar opnieuw; in de werkelijkheid ben je dan alsnog gebonden aan de snelheid van het licht in een absoluut vacuüm zonder externe invloeden.

Ontopic:
Het klinkt zo tegenstrijdig, licht vertragen om de doorvoersnelheid te verhogen. De uiteindelijke snelheid in de vorm van latency gaat hierbij dus wel omlaag neem ik aan? Een beetje het idee van een snelweg tijdens spitsuur, de snelheid verlagen zodat de doorvoer hoger ligt. Uiteindelijk komt elke auto (pakketje) later aan, maar kunnen er wel veel meer in een veel kortere tijd bij hun eindbestemming aankomen.

[Reactie gewijzigd door D4NG3R op 5 februari 2016 15:45]

Hoe ik het begrijp is dat de snelheid in de kabel niet aangepast wordt; alleen de snelheid van het licht terwijl het door het metamateriaal gaat. Dit materiaal zal waarschijnlijk alleen worden toegepast bij de uiteinden van een kabel; de plaatsen waar dingen verzonden of uitgelezen worden.

Om jouw analogie een beetje te volgen: Op de snelweg wordt gewoon 130 (of in dit geval de 'normale' lichtsnelheid) gegaan, maar zodra het bij de bestemming komt gaat de snelheid omlaag. Dit zorgt er blijkbaar voor dat pakketjes efficienter gelezen kunnen worden.

[Reactie gewijzigd door alexthegrat op 5 februari 2016 15:57]

Snelheid verhogen tijdens de spits werkt beter.

Hoe sneller je over een stukje asfalt doet hoe meer mensen er gebruik van kunnen maken. Analogie weer even omdraaien. ISP's halveren nooit hun snelheid om meer verkeer te kunnen verwerken.. Die 'verdubbelen' graag.

[Reactie gewijzigd door supernovae123 op 5 februari 2016 16:52]

met een hogere snelheid in de spits moet de onderlinge afstand tussen de autos groter zijn om het veilig te houden, daarom is juist snelheid verlagen tijdens spits sneller.

analogie: met een lagere lokale snelheid van het licht, is er willigt meer tijd om een licht pakketje te routeren. waardoor deze misschien niet eerst gebufferd hoeft te worden?
Als de snelheid in de spits hoog genoeg is, is dat niet nodig. :-P

Ik wacht ook met smart op de iCar :-)

[Reactie gewijzigd door supernovae123 op 5 februari 2016 17:55]

Als je het maar genoeg kan vertragen, dan kan je zeker sneller dan dat licht gaan ;)
Sure, het licht vertragen naar 10km/uur. En dan iedere keer als je op de fiets stapt: "Maximum Warp. Engage!"
Het korte antwoord is: niet dat we hebben kunnen aantonen.

Vind het ook wel kras dat ze licht nu langzamer hebben gemaakt; ga het artikel nog weleens wat beter lezen, want het leest alsof ze niet de lichtsnelheid hebben langzamer gemaakt, maar een natuurkundige truuk gebruiken om te imiteren dat het vertraagd... maar nogmaals, moet het eens goed gaan doorlezen.
licht dat door water gaat wordt ook afgeremd (dus minder snel dan licht in vacuüm = 300.000 k/h). wat hier vooral gedaan wordt is een medium verzinnen die technologisch ingezet kan worden zonder een heel doolhof van spiegels te gebruiken (waarmee je het niet vertraagd maar een lagere weg laat afleggen).
dan kom je wel zwart wit in de "nieuwe" tijd aan.
licht heeft een hele kleine massa, in theorie als iets een nog kleinere massa heeft zou het sneller als het licht moeten kunnen gaan
Licht heeft geen massa maar wel impuls, en dus energie.
E=mc²

zegt juist dat licht wel massa heeft
E=mc²

zegt juist dat licht wel massa heeft
E2 = m2c4+p2c2

waarbij p = impuls. }:O

[Reactie gewijzigd door Cilph op 5 februari 2016 16:40]

licht heeft een hele kleine massa, in theorie als iets een nog kleinere massa heeft zou het sneller als het licht moeten kunnen gaan
Fotonen hebben GEEN massa en kunnen daardoor met lichtsnelheid. Alles met massa, gaat met een lagere snelheid.
Als ze dit veilig uitvinden, dan gaan we pas ECHT vooruitgang zien in de ruimteontdekking. Wellicht dat onze hele perceptie van ruimte / tijd verandert dan. Wie weet... ooit?

[Reactie gewijzigd door matthewk op 5 februari 2016 15:37]

Ik denk dat dat andersom moet. Met de huidige perceptie van ruimtetijd kan sneller dan het licht reizen namelijk niet.
Cirkelredenering eigenlijk :) Maar interessant nonetheless. :9~
Dus word de ping hoger want ze proberen de laser te vertragen???

[Reactie gewijzigd door Erikcool op 5 februari 2016 15:37]

Ik snap het ook niet en heb dezelfde vraag. De snelheid van het licht vertragen betekend dat het licht langer doet om over een afstand te reizen. Dat dat licht beter wordt gezien door de sensors aan de andere kant kan toch worden opgelost door de tijd dat het licht brand te verlengen (dus de lichtstraal langer maken)? En ik dacht dat C constant was. Hoe zit dat dan?

Experts die dit kunnen verhelderen?

[Reactie gewijzigd door Mocro_Pimp® op 5 februari 2016 17:10]

Op het c gebied kan ik je wel helpen:
c (iets minder dan 300.000km/s) is de snelheid van licht in vacuum.
In bijvoorbeeld water is de snelheid van licht langzamer, ik geloof minder dan de helft (maar dat moet ik even opzoeken).
Licht heeft dus zeker niet één vaste snelheid, maar verschilt per medium waar het doorheen gaat.

Edit: even een shameless Wikipedia quote:
"The speed at which light propagates through transparent materials, such as glass or air, is less than c; similarly, the speed of radio waves in wire cables is slower than c. The ratio between c and the speed v at which light travels in a material is called the refractive index n of the material (n = c / v). For example, for visible light the refractive index of glass is typically around 1.5, meaning that light in glass travels at c / 1.5 ≈ 200000 km/s; the refractive index of air for visible light is about 1.0003, so the speed of light in air is about 299700 km/s (about 90 km/s slower than c)."
_______________________

Ik denk niet dat het hier om tijdwinst gaat, maar om de betrouwbaarheid van het signaal.

[Reactie gewijzigd door nolife op 5 februari 2016 19:02]

Ik heb hem ook niet helemaal, maar kom wel wat verder. Het bericht op tweakers en de VUB-site zijn wat simplistisch en het artikel wat technisch ;).

Een paar dingen die je moet weten:
- Je kunt heel snel schakelen met licht, maar de routering gebeurt nog elektrisch. Elektrisch schakelen gaat niet zo snel als met licht dus wat ze in glasvezels vaak doen is een hoop (tientallen) verschillende kanalen definieren met een verschillende centrale golflengte. Bij kant A worden de lichtpulsen per kanaal apart gecreeerd, samengevoegd in de glasvezel en naar kant B getransporteerd. Daar gebeurt het omgekeerde met de detectie. Zo kun je een hoop elektrische communicatiecircuits parralel laten draaien en allemaal samenvoegen om te transporteren door één glasvezel.
- behalve dat de effectieve lichtsnelheid in glas langzamer is dan in vacuum (n = c / v) is hij ook nog eens frequentie-afhankelijk (n = n(f)). Het eerste kanaal gaat dus iets 'sneller' dan het laatste, dit heet dispersie. Dat is nog niet zo erg, want daar is voor te corrigeren, maar binnen een lichtpuls gebeurt hetzelfde. Simplistisch gezegd krijg je met alles waarmee je schakelt in- en uitschakelingsverschijnselen. Hoe sneller je schakelt, hoe groter de bandbreedte aan verschillende frequenties die nodig zijn om die ene puls te maken. Door de dispersie hebben de lagere frequenties van de puls een hogere (weet nooit hoe om precies) snelheid dan de hogere. Je puls smeert onder transport dus uit in de tijd, de intensiteit (hoogte van de piek) gaat omlaag en je kunt hem na een bepaalde tijd aan de andere kant niet meer detecteren. Als je nu binnen een puls aan kant B de lage frequenties kunt vertragen, en de hoge kunt doorlaten op normale snelheid kun je de oude puls 'herconstrueren'. Dit werkt alleen als je per kanaal alleen de lage frequenties kunt vertragen. Met 'normale' bekende materialen kun je kennelijk maar een (paar) frequentiegebieden selectief vertragen, met metamaterialen (theoretisch) veel meer. Die gasten van de VUB, etc. hebben een theoretisch model ontwikkeld waarmee je kunt berekenen waar dat metamateriaal aan moet voldoen. Nu nog bouwen.

Ik hoop dat het iets duidelijker is ;)

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True