Bir yıldırımın düştüğü uzaklığı hesaplarken ya da dünyanın öbür ucundaki birisiyle, bunu çok do­ğal kabul ederek konuşurken, hepimiz ışığın çok hızlı hareket ettiğinin farkındayız. Özel görelilik, evrende hiçbir şeyin, ışığın vakumdaki hızından (saniyede 299.792,458 metre) daha hızlı hareket edemeyeceğini söyler. Ancak ışığın ne kadar yavaş hareket edebileceği konusunda bir alt sınır yok. Son birkaç yıldır araştırmacılar için, ışığı saniyede birkaç metre hıza kadar yavaşlatmak, hatta şu ara­lar, tamamen durdurarak ileride kullanılmak üzere depolamak, sıradan bir süreç haline geldi.
Yavaşlamış ışığın oldukça popüler bir konu olu­şu, ışık hızının görelilik ve kozmoloji bakımların­dan öneminden olsa gerek. Eğer, örneğin, insanlar ve otomobiller gibi bildiğimiz nesneler "yavaş" ışıktan daha hızlı hareket ederlerse, belki bu çok yavaş hızlarda göreliliğin etkileri de gözlemlenebi­lir.
Böyle bir şey yok ama, yine de, ışık istenen herhangi bir süre geciktirilebildiği için, yavaş ışık optik teknolojide önemli bir rol alacağa benzer, in­ternet bandının genişletilmesi, optik veri depola­ma, kuantum bilgisi (Information ?), hatta radar için tümüyle optik aygıtların geliştirilmesine yol açabilir.
Bir dalganın hızı
Her lise öğrencisinin bildiği gibi, ışık bir mad­denin içinden geçerken vakumdaki hızından daha düşük hızla yol alır. Örneğin, camdan geçen ışığın hızı, vakumdaki hızından yaklaşık 1,5 kat daha ya­vaştır; yani camın kırınım indisi 1,5'tur. Kırınım in­disi 5'e kadar yükselen maddeler olduğu bilinmek­te; ama daha yüksek indisler çok sıradışıdır. Daha­sı, kırınım indisleri büyük olan maddelerin yansıma oranları da yüksektir. Bu nedenle de yavaş ışık oluşturmak için pek uygun değildirler.
Işığın hızının günlük dünyamızda alışık olduğu­muz hızlara nasıl düşürülebileceğini anlamak için önce bir dalganın hızının birden fazla biçimde öl­çülebileceğini anlamamız, özellikle de "faz hızı" ile "grup hızı" kavramlarını ayırdetmemiz gerekir. Faz hızı, kırınım indisi ile belirlenir ve kusursuzca tek renkli olan bir dalganın hareketinin hızıdır. Ne var ki, doğada bu tür kusursuz bir dalga yoktur ve bu nedenle faz hızı, hızın bir ölçütü olmaktan çok, so­yut bir kavram olarak yararlıdır. Öte yandan, grup hızı, daha gerçekçi bir "dalga paketi'nin tepe nok­tasının hızıdır ki, bu genellikle dalganın enerjisinin yayılma hızıdır. Birçok durumda faz ve grup hızla­rı hemen hemen birbirinin aynıdır; ama farklı ol­dukları zaman herşey daha ilginç olur.
Farklı dalga boylarındaki dalgalar, farklı kırı­nım indislerine sahip olduklarında, yani farklı faz hızlarıyla hareket ettiklerinde, grup hızı faz hızın­dan farklı olur. Bu olay dağılım olarak bilinir. Bu olayı açıklamak için, iki periyodik yapıyı üstüste getirdiğimizde ne göreceğimizi düşünelim. Eğer ta­rak dişleri arasındaki mesafe farklıysa, art arda açık ve koyu renk bir dizi bant görünür. Eğer ta­rakları aynı hızla hareket ettirirsek bantlar da aynı hızla hareket ederler. Ama eğer tarakları birbirin­den biraz farklı hızlarda hareket ettirirsek, örneğin bir tarafı sabit tutup ötekini hareket ettirirsek, açık ve koyu renk bantlar her iki taraktan da fark­lı hızlarla hareket ederler. Bu bantlar dalga grup­larına karşılık gelirler ve grup hızıyla hareket eder­ler. Dağılım çok yüksek olduğunda, grup hızı faz hızından oldukça düşüktür.
Elektromanyetik Şeffaflık
Bir ortamdaki grup hızını, faz hızının çok altı­na indirmenin birçok yolu var; ancak lazer ışınları kullanarak atomları, durumları üstüste binmiş bi­çimde (kuantum süperpozisyon konumunda) yer-
leştirmek, en sık kullanılan yöntem. Bir atomun sü­perpozisyon durumundaki içsel enerjisini ölçmeye çalışırsak, her biri belirli bir olasılık taşıyan iki farklı sonuç elde ederiz. Bütün atomların aynı sü­perpozisyon durumunda olduğu bir ortama "uyum­lu" denir ve normal atomlardan oluşmuş bir ortam­dan çok farklı elektromanyetik özelliklere sahiptir.
Normal atomlar "rezonant" olan frekanslarda çok yüksek dağılıma sahipler. Eğer ışığın, bireysel fotonları bir atomu, bir içsel kuantum durumundan bir başkasına yükseltmek için gereken enerjiye sa­hipse, o ışığa rezonant denir. Ancak bu tür bir da­ğılım her zaman işe yaramaz; çünkü rezonant fre­kanslarda maddelerin emme gücü de çok yüksek. Tutarlı bir ortamdan geçen ışığın dağılımı çok da­ha yüksek olabilir; aynı zamanda atomlar da süper­pozisyon durumunda olduklarından, uyarılma sü­reçleri birbirini götürebileceği için daha az ışık emilir. "Elektromanyetik indükleme şeffaflığı" (EIT) denen bu yöntem, deneysel bakımdan önem­li; çünkü ortamın özelliklerini incelemek için yavaş ışığın böyle bir ortamdan geçmesi, gerçekten sağ­lanabiliyor.
Kuantum süperpozisyon yöntemiyle, saniyede 100 metreden daha düşük hızla hareket eden ışık atmaları (pulse) kolayca elde edilebilir; hatta bu yöntemle ışığın hızı saniyede l metreye ?yani yürü­yüş hızına? indirilmiş bulunuyor. Daha çok gazlar­la kullanılmış olan bu teknik, pratik uygulamalar için daha umut verici olan katı maddelerle de olumlu sonuçlar verdi. Örneğin, Texas'taki A&M Üniversitesi'nden Philip Hemmers'ın grubu, kısa süre önce EIT yöntemiyle, ışığın hızım praseodim eklenmiş bir katı kristal içinde, saniyede 30-40 metreye indirdi.
Işığın grup hızını düşürmek için başka birçok yöntem bulunuyor. Örneğin, dar bir frekans ban-dındaki bir ışık dalgası, ışığı kıran bir maddenin
BİLİM veTEKNİK 30 Şubat 2005
düz parlak düzeyinde ince paralel çizgiler (grating) oluşturabilir; bu da yüksek bir dağılıma yol açar. Novosibirsk'teki Rus Bilim Akademisi'nden Evgeni-i Podivilov ve meslektaşları, bu dağılımı kullanarak bir ışık atmasının hızı için saniyede çeyrek milimet­renin altında bir değer elde ettiler. O sırada Roc-hester Üniversitesi'nden Robert Boyd ve ekibi bir yakut kristalinde çok düşük grup hızları elde etme­yi başardılar. Kırınım indisini dar bir frekans ban­dında değiştirmek için EIT gibi, tutarlılık türü özel­liklere başvurmadan, lazer ve maddenin alışılmış biçimde uyarılmasından yararlandılar. Tıpkı yarı­iletkenlerin elektrik akımını engellediği gibi, ışığı engelleyen fotonik kristallerin kırınım indisi de, dar bir frekans bandı içinde ışığın hızını günlük ya­şamımızda tanış olduğumuz hızlara indirecek bi­çimde düzenlenebilir.
Daha Büyük Bant Genişlikleri
Yavaş ışığın telekomünikasyon ve bilgisa-yar?ağlarma uygulanması ticari bakımdan oldukça ilgi konusu oldu. Örneğin, günümüzde internet yo­luyla iletişimde optik veriler elektrik sinyallerine dönüştürülür; sonra da ağların birleştiği yerlerde tekrar ışık atmalarına. Tümüyle optik bir yönlendi­riciyle (router) bu dönüşüme gerek kalmaz; iletim süresi darboğazı önemli ölçüde ortadan kalkar ve İnternet'in bant genişliği artar.
Ne var ki böyle bir aygıt, yapması zor olan bir optik ara (tampon) bellek gerektirir. Verilerin tam-ponlanmasının birçok nedeni var; bunlardan en yaygın olanıysa, teker teker yönlendirilecek paket­ler olarak toplanmaları. Günümüzde tamponlama için optik fiber halkalar (loops) kullanılmakta; an­cak bunlar da sabit diskler gibi sabit bir erişim sü­resine sahip. Yavaşlatılmış ışık bunu aşabilir; çün­kü bir ışık atması sabit bir uzaklığı katederken, grup hızı değiştirilerek gecikme süresi ayarlanabi­lir.
Ultra-yavaş ışığın yararlı olabileceği bir başka alan da kuantum bilgiişlem alanı. Bir kuantum bil­gisayarı, bilgi işlemleme için, sonunda elektron ye­rine ışık kullanabilir ve klasik bilgisayarların yapa­mayacağı hesapları yapabilir. Ancak bunu yapmak için kuantum bilgisayarı, koşullu bilgi aktarımına gerek duyar. Örneğin, tek bir fotonun kuantum du­rumuna bir faz faktörü bağlanabilmesi için (ki, bu­nun gerekli koşulu, aynı kovukta farklı frekansta ikinci bir foton bulunması) tek bir fotonun duru­munu nasıl kontrol ve manipüle edeceğimizi öğren­memiz gerekir. Bireysel fotonlar arasındaki bu et­kileşimleri kontrol etmek için, tıpkı yavaş ışık için kullanılanları gibi, doğrusallıktan çok uzak nitelik­leri olan optik maddeler kullanmak gerekir.
Bilgiyi işlemek için bir kuantum bilgisayarı, he­saplamada kullanılan elementlerin kuantum du­rumlarını depolayacak bir belleğe sahip olmalıdır. Ne yazık ki fotonları depolamak, son derece güç. Onları optik fiberlerden hızla geçmeye zorlayarak bunu aşabiliriz. Aşırı yavaş ışığın en iyi yaptığı şey de bu. Bir yavaş ışık fotonunu belirli bir uzaklığa gönderdiğimizde, belirli bir zaman sonra yolculuğu sona erdiğinde kendi asli kuantum durumunda or­taya çıkar. Dahası, yavaş ışığın hızı ayarlanabildiği için, bilginin "bekleme süresi" de ayarlanabilecek-tir. Öyleyse ışığı, örneğin, atomlardan oluşan bir ortamda depolayıp daha sonra onun kuantum du­rumunu tam olarak okuyabiliriz.
2001 yılında Harvard Smithsonian Astrofizik
Merkezi'nden Mikhail Lukin ve ekibi, oda sıcaklığı­na yakın bir sıcaklıktaki rubidyum atomlarından oluşmuş gazı kullanarak, tam da bunu gerçekleştir­diler. Önce, bir "eşlikçi" (coupling) lazer kullana­rak atomları bir süperpozisyon durumuna getirdi­ler. Bu yolla gazın emilmesi önlenerek, ikinci bir "kılavuz" lazeri (probe laser) için şeffaf duruma getirildi. (EIT'nin özü budur). Son derece yavaşla­tılmış kılavuz ışık atması gazdan geçerken, Har­vard ekibi kılavuz lazeri kapattı ve madde tekrar opak duruma geldi. Bunun anlamı, yavaş ışık at­masının emilmiş olmasıydı; ama asıl önemli yanı, atomların kuantum süperpozisyon durumunda kal­ma sürelerinin, kullanılan lazerlerin frekansları ve kapatılmalarının zamanlamasıyla belirlenmesiydi. Rubidyum atomları bir anlamda damgalanmıştı ve bu damga bir dış müdahaleyle bozulmazsa, eşlikçi lazer daha sonra yeniden çalıştırılarak yavaş-ışık atması da yeniden yaratılabiliyordu.
Bu yöntem, ışığı depolamak için kullanılan "fo­ton yankıları" gibi başka yöntemlerden çok farklı; çünkü yeniden oluşturulan ışık atması, orijinalinin tam bir kopyası oluyor. Bu nedenle orijinal ışığın bir kuantum-bilgisayarda kullanılabilecek bütün kuantum özellikleri de yinelenir. Ayrıca eşlikçi (ya da eski duruma getirici) lazer, orijinaline göre ters yönde yayılırsa, yinelenen ışık da orijinal atmaya göre zaman-tersinmelidir. Bu durum, optik kuan­tum bilgisayarlardo, hatta optik sinyal işlemleme-de yararlı olabilir; çünkü, ışık demetinin geçirdiği değişiklikler kolayca ters çevrilebilir. Orijinal laze-rinkinden farklı frekansta yineleme lazeri kullana­rak, eski durumuna döndürülen ışığın frekansı da kaydırılabilir. Bu süreç multiplexing olarak bilinir ve iletişim araçlarının bant genişliğini artırmak için telekomünikasyon sanayiinde yaygın olarak kulla­nılır. Son olarak, orijinal atmanın damgalandığı or­tam fiziksel olarak hareket ettirilirse, ışık tümüyle farklı bir yerde de eski haline dönüştürülebilir. Bu, kuantum ışınlamadakine benzer bir durum.
Donmuş Işık
Lukin'in ekibi, 2004 yılı sonlarında bir ışık at­masını tam hareketsiz duruma getirmeyi, ya da "dondurma"yı başardı. Bunun için araştırmacılar, daha önceki depolanmış ışık deneyleriyle işe başla­mışlardı; ama ışık atmasını yeniden oluşturmak için tek bir lazer kullanmak yerine, ileri ve geri doğrultulu yineleme lazerlerinin her ikisini de kul­landılar. İleriye ve geriye doğru alanların girişimi, şiddeti periyodik olarak değişen hareketsiz bir dal­ga oluşturur. Yeniden oluşan alanlar, bu nedenle, yeniden oluşma ve emilme süreçlerini art arda ya­şar ve sonuçta tek bir konumda çakılır kalır. Belir­lenen bir süre sonra, kılavuz atması, istenen doğ­rultuda tekrar oluşturulabilir.
Işığı dondurmanın başka yolları da olabilir. Ya­kın zamanda, Texas A&M Üniversitesi araştırmacı­ları, hareket halindeki bir ortamda yol alan yavaş ışığın ortamla beraber "akacağını" öngördüler. Sa­niyede 300 metre hızla hareket eden bir ortam­dan, aynı hızla ters yönde giden bir yavaş ışık at­ması düşünelim. Hareketsiz bir gözlemci için, ışık atması hareketsizmiş gibi görünür.
Bir gaz içindeki moleküllerin, rastgele doğrul­tularda saniyede yaklaşık 300 metre hızla hareket ettiğini düşününce, bu öykü oldukça ilginçlesin Ya­vaş ışık atmasına ters yönde dönen molekülleri bir yolla ayırdedebilseydik, ışık atması donmuş gibi
Frekansları çok az farklı olan iki sinüzoid dalga üst üste geldiklerinde (yani dağılımlı bir ortamda) giri­şim yaparak, yüksek ve düşük genliği olan bölgeler oluştururlar. Yüksek frekanslı bir taşıyıcı dalganın genliği, daha düşük frekansta bir "zarf" dalga ile modülasyona (değişime) uğramış gibidir. Dağılımı yüksek bir ortamda zarf dalga, içerdiği taşıyıcı dal­gadan çok daha yavaş hareket eder. Zarf hızına grup hızı, taşıyıcının hızına da faz hızı denir.
görünürdü. Bu yöntemle ışığı dondurma, henüz de­neysel olarak başarılmış olmasa da NASA'nın Jet İtki Laboratuvarı'ndan Dimitri Strekalov ve çalışma arkadaşları kısa süre önce, bir ışık atmasının, yal­nızca ters yönde hareket eden atomlarla etkileştiği zaman yavaşlatabileceğin! gösterdiler. Saniyede 2000 metrelik bir grup hızıyla harekete başlayan ışık atmasını, saniyede 20 metreye kadar yavaşlat­mayı başardılar. Bu yalnızca %1'lik bir yavaşlama olsa da, bir önceki paragraftaki sonucu kanıtlıyor.
Foton Çiftleri
Yavaş ışık aynı zamanda ışık dalgasının ölçül­mesi konusundaki temel belirsizliği azaltmada etki­li olabilir. Belirsizlik ilkesi, bir ışık dalgasının gen­liğini (yani parlaklık derecesini) ve fazını (yani dal­gadaki titreşimlerin tam zamanlarını) aynı anda mutlak doğrulukla bilmenizin olanaksız olduğunu söyler. Ölçümlerin duyarlılığını sınırladığı için, op­tik iletişim ve hesaplama konularında bu belirsizlik son derece önemli sonuçlara yol açar.
Ancak genlik ve faz belirsizlikleri olsa bile, her
Grup ve Faz Hızları
Faz hızı ile grup hızı arasındaki farkı, diş aralıkları farklı olan iki tarağı üstüste koyarak kolayca göre­biliriz. Farklı aralıklı dişlerin girişimi sonucu, açık ve koyu renk bantlar oluşur. Eğer taraklar birbirle­rine göre farklı V1 ve V2 hızlarıyla hareket ettirilir-lerse, koyu ve açık renk bantlar her iki taraktan da farklı hızla hareket ederler. Bu hıza grup hızı, ta­rakların hızına da faz hızı denir.
Şubat 2005 31 BİLİM ve TEKNİK
ği anlamına gelir; ki bu, onların kuantum belleği olarak yararlarını çok artırır. Korelasyon içindeki foton çiftlerinden, kuantum mekaniğinin temel yönlerini sınamak için de yararlanabiliriz. Yine Te-xas A&M Üniversitesi'nden Marlan O Scully'nin ge­liştirdiği kuantum silicisi kavramı, bu amaçla kulla­nılabilir.
Kuantum Silici
Kuantum mekaniğinin sıkça yanlış anlaşılan yönlerinden biri de, belirsizlik ve tamamlayıcılık arasındaki karşılıklı ilişkilerdir. Kuantum mekani­ğinde değişken çiftlerinin değerlerini aynı anda tam olarak bilmemiz olanaksızsa, o çiftlere tamam­layıcı denir. Konum ile momentum, enerji ile za­man, tamamlayıcı çiftlerdir. Aralarındaki karşılıklı etkileşimi, Young'un ince yarık deneyi ile anlayabi­liriz.
Özdeş iki atomun, onların rezonans frekansına ayarlanmış bir lazer tarafından aydınlatıldığını dü­şünelim. Bu durumda atomları uyumlu bir ışık kay­nağı çifti olarak düşünebiliriz; çünkü ışığı emecek ve tekrar salacaklar. Eğer iki atomdan saçılan ışık­ların bir detektöre düşmesini sağlarsak, bir dizi parlak ve karanlık saçaktan oluşmuş bir girişim örüntüsü görürüz. Detektörden iki atoma olan uzaklık, dalga boyunun tam katı olduğunda parlak bir saçak, yarısı olduğunda da koyu bir saçak gö­rünecektir. Tek bir fotonla bile girişim görülebile­ceğini unutmamak, can alıcı önem taşır. İşık şidde­tini, iki atomdan çıkan fotonları almaşık biçimde salınacak ölçüde azaltmakla, bu sağlanabilir.
Şimdi fotonu hangi atomun saldığını bildiğimi­zi varsayalım. Bu, Young'un yarık deneyinde, salı­nan fotonun hangi yarıktan geçtiğini bilmekle aynı şey. O zaman girişim örüntüsü yok olur! Uzun sü­re, girişim örüntüsünün yok oluş nedeninin, foton salan atomun geri tepmesi ile bağlantılı olarak, fo­tonun konumundaki belirsizlik olduğu düşünül­müştü. Ancak, şimdi nedenin konum-momentum belirsizliği değil, "hangi izlek" bilgisine sahip ol­maktan kaynaklandığı anlaşılmış bulunuyor. Bu, kuantum mekaniğindeki tamamlayıcılık ile belirsiz-
•
lik arasındaki farka da ışık tutar: konum ve mo­mentum tamamlayıcı değişkenlerdir ve belirsizlik ilkesiyle kendini açığa vuranların ötesinde olan, gözlemlenebilir etkilere yol açar.
Bu açıklama için can alıcı test, "hangi izlek" bilgisini silmek ve girişim örgesinin tekrar ortaya çıkıp çıkmayacağına bakmak ?hatta fotonların sa­lınmasından uzun süre sonra olsa bile. Bu "gecik­miş seçim" kavramı çok önemlidir; çünkü etkenin, bir değişkeni ölçmenin öteki değişkeni etkileyebi­leceği değil, "hangi-izlek" bilgisinin bilinmesi oldu­ğunu gösteriyor. Yukin grubunun ürettiği türden, geciktirilmişseçim kuantum silicileri gibi korelas-yonlu fotonlar burada önem kazanıyor.
İlk lazer, atomlarda bir spin dalgası uyarıyor ve foton çıkışına yol açıyor. Bu dağınık ışıkta "hangi izlek" bilgisine sahip olduğumuzdan ?yani atomla­rın hangisinin farklı bir spin durumunda kaldığını anlamak üzere bakabileceğimiz için? bir girişim örüntüsü görmek olanaklı değil. Ancak, ikinci bir Raman saçılmasıyla ilk lazer yeniden oluştuğunda, atom da yeniden ilk durumuna döner ve hangi iz­lek bilgisi silinir. Eğer girdiyle tekrar oluşan foton­lar arasındaki korelasyona bakarsak, girişim örün­tüsü yeniden ortaya çıkar.
Yavaş Işığın Geleceği
Işığı saniyede birkaç metre hıza yavaşlatmak, bildiğimiz dünyada tuhaf "görelilik" olayları göre­ceğimiz anlamına gelmez. Yavaş ve hareketsiz ışı­ğın uygulamaları, birçok bakımdan çok daha sıra­dan.Ele aldığımız, optik depolama ve bireysel fo­tonlar için kuantum belleği gibi uygulamaların hep­si, yavaş ışık, kontrol edilebilen bir süre geciktiri-lebildiği için olanaklı. Ancak bunun optik teknolo­jideki sonuçları çok daha kapsamlı. Ayrıca, yavaş ışık kuantum bilgisayarlar, kuantum şifreleme ve temel fiziğin test edilmesi gibi uygulamalarda kul­lanılıyor. Yavaş ışıktaki ilerleme, değil sona yaklaş­mak, havalanmaya yeni başlamış durumda.
O Scully, M., Welch, G. R. "Slow, stopped and stored light" Physics World, Ekim 2004
Çeviri: Nermin Arık
Mutlak sıfırın (-273 °C) yakınlarına kadar soğutulmuş
ve elektromanyetik etkiyle asılı duran sodyum
atomları bulutuyla birlikte görülen, vakumla yalıtılmış
bir odacık. Harvard araştırmacıları buluta ışık atması
gönderdikten sonra, ışık, önce belirgin biçimde
yavaşlayarak sonra da tümüyle durdu.
iki atomda da belirsizliklerin aynı olduğu atom çift­leri oluşturabiliyoruz. Bu, bizim tek fotonlardan daha kesin ölçümler yapmamızı sağlıyor; çünkü iki foton aynı anda ölçüldüğünde, belirsizlikler birbiri­ni götürür. Bu tür "korelasyon" (karşılıklı uyum) durumunda olan ışık atmaları, kısa süre önce Har­vard grubunun yürüttüğü bir başka deneyde de el­de edilmişti.
Bu deneyin iki aşamadan oluştuğu düşünülebi­lir. Önce, gazdaki atomlardan rezonant olmayan za­yıf bir lazer geçer; gaz, lazerdeki fotonları önce emer, sonra biraz daha düşük frekansta, ya da bu­na eşdeğer olan, düşük enerjide fotonlar salar. Bu sürece Raman Geçişi denir. Emilmiş olan her lazer fotonu için, geride daha yüksek enerji durumunda bir atomun kalması beklenir; ama bu kuantum me­kaniği için geçerli değildir. Bunun yerine, atomlar topluluğunun bir-kuanta enerji aldığını; yani aynı anda bir çok atomun uyarılmış duruma geçtiğini dü­şünürüz. Kuantum optik diliyle, "çok parçacıklı bir spin dalgası uyardık" deriz. Çünkü saçınım süreci, atomlar toplumunun açısal momentini değiştirir.
Spin dalgasında depolanmış olan durum, ikinci bir Raman geçişiyle tekrar elde edilebilir ?spin dal­gasının yeni bir ışık ışınına tutarlı bir geçişi. Yeni oluşmuş bu ışık ışınının belirsizliğindeki değişiklik, lazer ışınının belirsizliğindeki değişimlerle tam ko­relasyon içinde olduğu için artık elimizde belirsiz­likleri tıpatıp aynı olan iki ışık ışını vardır. Ayrıca, spin dalgası içinde bulunduğu ortamda uzun süre kalması, birbiriyle korelasyon halinde olan fotonlar arasındaki zaman farkının oldukça fazla olabilece-
miş optik fiber demetleri kullanır­lar ve istenilen gecikmeyi farklı boylardaki fiberlere bağlanarak sağlarlar. Bu teknik, optik atma­larda değişken gecikme sağla­mak için mikro-elektro-mekanik (MEMS) sistemle beraber kullanı­labilir. Önceden kesilmiş fiberler ancak belirli sayıda olabileceği için, bu yolla atma gecikmesi sü­rekli biçimde ayarlanamaz. Bu­nun sonucunda radar birimleri arasındaki faz farkları tam olarak seçilemez ve radarın doğrultu saptama yeteneği belirsizleşir. Eğer yavaş ışık kullanılsaydı, optik atmaların hızı sürekli biçim­de ayarlanabilirdi. Örneğin EIT ile yavaşlatılmış ışık için grup hızının, lazer şiddetinin basit bir monoton (tekdüze) fonksiyonu olduğu ortaya çı­kar. Radar kullanıcıları, optik atma sinyallerini bir yavaş ışık ortamına yönelterek, istenen her­hangi bir gecikmeyi seçebilirler ve faz dizisi ra­dar sistemlerinde, sinyal-gürültü oranını çok da­ha fazla artırma olanağı sağlarlar.
Radar için Yavaş Işık
İlk bakışta yavaş ışık, radar sis­temlerinin gelişmesi için gere­kenin tam tersiymiş gibi görü­nür. Ancak yavaş ışık, askeri ve ticari uygulamalarda kullanılan faz-dizisi (farklı fazlarda bir dizi radar) radarlarda demet yönlendirme ve hedef seçme iş­levlerini iyileştirebilir. Modern faz-dizisi radarlar binlerce, hatta milyonlarca alıcı ve verici kullanır ve bu cihazların fazlarının dikkatle kontrol edil­mesi gerekir. Bilgi, daha çok optik fiberler üzerinden gönderilir ve optik sinyaller, vericide yüksek hızlı fotonik aygıtlar kullanılarak radyo frekanslarına dönüştürülür. Bu nedenle optik at­ma dizileri radyo dalgalarına dönüştürülmeden önce, çeşitli vericilerin fazları geciktirilerek kon­trol edilir. Günümüzdeki sistemler, geciktirme hatları işlevi için önceden farklı boyutlarda kesil-
BİLİM veTEKNİK 32 Şubat 2005