کریستال را می‌توان در دستگاهی به اندازه چمدان نگه داشت و حمل کرد. اگر کسی دستگاه را بدون کلید باز کند، نور – و اطلاعات حساسی که همراه آن است – از بین می‌رود.
پروفسور لی چوانفنگ از دانشگاه علم و صنعت چین در هفی، گفت: این فناوری امنیت بی سابقه‌ای را با پتانسیل “گسترش فاصله ارتباطی تا مقیاس جهانی” ارائه می‌دهد. لی نویسنده اصلی مقاله بود که در مجله Nature Communications منتشر شد.
نور ذره‌ای از انرژی بدون جرم است و سرعت آن بیش از هر چیزی در جهان اینشتین است. برای دهه‌ها، فیزیکدانان در سراسر جهان انواع روش‌ها را برای کاهش سرعت آن امتحان کرده‌اند. به عنوان مثال دوش گرفتن اتم‌های بسیار سرد روی پرتوی نور می‌تواند سرعت آن را تا ۶۰ کیلومتر در ساعت (۳۷ مایل در ساعت) کاهش دهد.
اما حتی با ملایم‌ترین سرعت نیز جذب و ذخیره ذرات نور گریزان بسیار دشوار بود. بهترین تلاش قبلی مربوط به یک تیم آلمانی در هشت سال پیش است که آنها را فقط برای یک دقیقه زنده نگه داشت.
گروه “لی” از یک کریستال منحصر به فرد تقویت شده با عناصر کمیاب خاکی از جمله یوروپیوم و ایتریوم برای به دام انداختن ذرات نور یا فوتون‌ها استفاده کردند.
این کریستال بی‌نظیر بود زیرا هنگام برخورد نور، می‌توانست فوتون‌ها را بدون از دست دادن هیچ یک از صفات فیزیکی آنها مانند چرخش و قطبش، جذب کند.
اتم‌های کریستال ارتعاش طبیعی خود را داشتند که می‌تواند نور را از بین ببرد. برای کاهش این آشفتگی، لی و همکارانش توپ کریستال ریز را تقریباً در دمای صفر مطلق خنک کردند.
جانگ هوآجین، استاد علوم مواد در دانشگاه شاندونگ که در این مطالعه مشارکت نداشت، گفت که این آزمایش نشانه بیشتری از موقعیت پیشرو چین در فناوری کریستال است.
برای ذخیره نور، خصوصیات فیزیکی کریستال باید کاملاً درک شود و طبق گفته جانگ، کریستال باید کاملاً خالص باشد و دقیقاً با یک فرمول مخفی از عناصر زمینی رشد کند.
وی گفت، علیرغم تازگی، کریستال مورد استفاده در آزمایش هفی می‌تواند به صورت عمده توسط تأمین کنندگان کریستال چین تولید شود و راه را برای کاربرد گسترده فناوری ذخیره سازی نور هموار کند.
چین تأمین کننده اصلی کریستال‌های با کیفیت است که در طیف وسیعی از ابزارهای پیشرفته علمی، از جمله ایستگاه فضایی بین‌المللی و بیشترین و بزرگترین برخورد ذرات در جهان استفاده شده است.
اما درست مانند سایر اشکال انرژی، نور به سرعت تحلیل می‌رود. محققان برای روشن نگه داشتن آن تا حد ممکن، دو پرتوی مختلف لیزر را به داخل بلور شلیک کردند. پرتوهای لیزر به دقت تنظیم شده بودند تا بتوانند بدون تغییر در خصوصیات فیزیکی فوتون‌ها، نور اصلی را روشن نگه دارند.
پس از یک ساعت ذخیره سازی، خصوصیات فیزیکی نور ۹۶ درصد مانند نمونه اصلی باقی مانده است، که این مساله برای بسیاری از کاربردهای عملی به اندازه کافی خوب است.
گروه هفی اعلام کرد: ارتقا و اصلاحات بیشتر در مورد سخت افزار می‌تواند مدت زمان ذخیره سازی نور را افزایش دهد. مطالعه قبلی توسط تیمی از استرالیا نشان می‌داد که از نظر تئوری، نور می‌تواند تا شش ساعت در کریستال بماند، اما رکورد قبلی قبل از آزمایش هفی حدود یک دقیقه بود که توسط تیمی از فیزیکدانان از آلمان در سال ۲۰۱۳ به دست آمد.
به گفته محققان، با استفاده از این روش می‌توان اطلاعات حساس را بدون ترس از سرقت یا هک شدن در دسترس مردم قرار داد.
چین با استفاده از فیبرهای نوری و ماهواره‌ها بزرگترین شبکه ارتباطی کوانتومی جهان را ایجاد می‌کند. این فناوری از قانون اساسی فیزیک زیر اتمی برای محافظت از انتقال اطلاعات رمزگذاری شده استفاده می‌کند.
اما فیبرهای نوری نمی‌توانند به همه جا برسند و بسیاری از مکان‌ها تلسکوپ‌های قدرتمند لازم برای دریافت سیگنال‌های کم نور لیزر از یک ماهواره کوانتومی را ندارند. به گفته لی، در چنین شرایطی، کریستال‌های ذخیره کننده نور می‌توانند برای استفاده مناسب‌تر باشند.
این فناوری همچنین می‌تواند کاربردهایی در نجوم پیدا کند. نوری که توسط بسیاری از تلسکوپ‌ها گرفته می‌شود، می‌تواند در گلوله‌های بلوری ذخیره شود و بعداً با هم در یک مکان تجزیه و تحلیل شود. به گفته محققان، این امر می‌تواند وضوح نهایی تصاویر گرفته شده را به طور گسترده بهبود بخشد.
