¿Hay algún material del estado que puede propagar la luz indefinidamente sin disipación o absorción, como los superconductores son capaces de transmitir corriente indefinidamente?
Si no es así, entonces la pregunta es, ¿por qué no? ¿sería algún principio fundamental violado en dicho material?
Como Claudio sugiere, de vacío, de no absorber. Pero eso no es de un material.
Usted puede tener la luz que viaja a través de un material sin absorción; que ocurre en la óptica no lineal con la auto-inducida por la transparencia. Toda la teoría detrás de esto es bastante involucrado y usted necesita realmente de alta intensidad para que. La idea básica es que la parte delantera del pulso de luz es absorbida y la parte posterior del pulso estimula la emisión de todos los emocionado fotones. Por lo tanto, la parte de atrás se pone al frente y es absorbida y todo el ciclo se repite.
Si un material existe y no absorbe la luz en cualquier frecuencia, entonces debe haber absolutamente ninguna óptica de la actividad. Esto es una consecuencia de la de Kramers-Kronig relaciones, que son muy, muy básico restricciones sobre la forma de absorción y dispersión en un material pueden estar relacionados entre sí, y representar matemáticamente el principio físico de la causalidad. (Es decir: usted no puede hacer con ellos.)
Si $\chi(\omega)=\chi_1(\omega)+i\chi_2(\omega)$ es el material eléctrico de la susceptibilidad a la frecuencia angular $\omega$, $\chi_1(\omega)$ regula la dispersión y la $\chi_1(\omega)$ es proporcional al coeficiente de absorción. Estas dos funciones que debe obedecer a la relación $$ \chi_1(\omega)=\frac{1}{\pi}\mathcal{P}\int_{-\infty}^\infty \frac{\chi_2(\omega')}{\omega'-\omega}\mathrm{d}\omega' $$ y un análogo de da $\chi_2(\omega)$ en términos de $\chi_1(\omega)$. Esto significa que si $\chi_2(\omega)=0$ todos los $\omega$ - si el material no absorbe la luz, no importa la frecuencia, a continuación, $\chi_1(\omega)$ también es cero y el material no tiene absolutamente ninguna dispersión. Esto es poco probable: toda la materia está hecha de carga de los mandantes y reaccionan a la radiación electromagnética (distinto de cero) punto.
Para algunas muy bonitas reflexiones sobre por qué la dispersión y la absorción son tan íntimamente relacionadas, ver esta respuesta,
La causalidad y la respuesta lineal en la electrodinámica clásica. Alex J Yuffa y Juan, es Una de las Escalas. Eur. J. Phys. 33 no. 6, 1635 (2012),
y
La causalidad y la Relación de Dispersión: Fundamentos Lógicos. John S. De Peaje. Phys. Apo. 104 no. 6, pp 1760-1770 (1956).
Dicho esto, es hacer la chance de tener un no-material absorbente en un momento dado, de frecuencia fija, por supuesto!
En una normal conductor los electrones sentarse en bandas de energía, así que usted puede cambiar la energía de un electrón por una arbitrariamente pequeña cantidad. Por el contrario, en un superconductor hay una brecha de energía entre el estado fundamental de energía y el primer estado excitado de energía de los electrones en pares. Esto significa que usted no puede aumentar la energía de un electrón en el estado fundamental por una arbitrariamente pequeña cantidad. Usted tiene que proporcionar una cantidad mínima de energía para excitar un electrón. Esto significa que mientras se mantenga el electrón velocidades bajas que no pueden ser dispersados por las impurezas o defectos de enrejado debido a la dispersión de no suministrar suficiente energía. Ninguna dispersión significa que no hay resistencia y, por tanto, la superconductividad.
Para ser exactamente análogo usted tendría que encontrar alguna manera de imponer un mínimo de dispersión de energías de los fotones, pero no puedo pensar en alguna manera de hacer esto. Estrictamente hablando no se puede esparcir un fotón. Se puede interactuar con él y destruirlo, y tal vez reradiate un nuevo fotón, pero los fotones no inelastically de dispersión en la forma en que los electrones hacer.
Esto es algo diferente a la situación de preguntar acerca de pero tiene implementaciones bastante cerca de lo que usted está pensando. En lugar de tener el pulso de luz almacenados en un bucle, también se pueden "bloquear" en cuestión con un segundo haz de luz. Esta es exactamente la misma situación que en EIT, y se llama dejado de luz (o, en una versión menos extrema lentitud de la luz).
Básicamente, lo que sucede es que mientras el pulso se propaga a pesar de que una nube de átomos fríos, de las parejas a su estado interno. Un segundo haz de luz puede entonces ser utilizado para activar esta interacción de encendido y apagado, de tal manera que si se activa la segunda viga apagado, la luz se traduce exactamente y completamente en atómica excitaciones. Girar el segundo haz de nuevo permite que el pulso de luz para continuar.
Para una buena referencia de véase, por ejemplo,
Zhang Rui, Sean R. Garner y Lene Vestergaard Hau. La creación de largo plazo coherente de la memoria óptica controlado a través de las interacciones no lineales de Bose-Einstein condensados. Phys. Apo. Lett. 103, 233602 (2009). arXiv:0909.3203 [quant-ph].
Un fenómeno útil y experimentalmente comprobado es la propagación de solitones. Arxiv, enlaces más útiles.
El punto es que un medio tiene que estar preparado para permitir la propagación de solitón. Lo esencial es que puede adaptar el medio que la dispersión de la velocidad de grupo y nonlinearites del medio resulta en la propagación que han descrito.
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