ABD Maryland Üniversitesi’nden fizikçiler Isabella Giovannelli ve Steven Anlage, görünür ışığın dışında bir ışık türü olan mikrodalga radyasyonu kullanarak bu gizemli olguyu deneysel olarak ortaya koydu.

Işık, saydam bir maddeden geçerken, maddenin içindeki elektromanyetik alanlarla etkileşir ve bu süreç ışığın yolculuğunu yavaşlatır. Fizikçiler bu gecikmelerden, ışığın geçtiği materyalin özelliklerini anlayabilir. Ancak bu gecikmeleri hesaplarken kullanılan hayali sayılar, bugüne kadar yalnızca matematiksel bir araç olarak görülüyordu.

Hayali sayılar, negatif sayıların karekökü gibi, günlük yaşamda fiziksel bir karşılığı olmayan soyut değerlerdir. Yine de fizikçiler için denklemleri çözmede oldukça kullanışlıdır. Tek fotonlar her zaman sabit bir hızda hareket eder, ancak bir ışık dalgası demetinin (veya darbesinin) toplam hareketi, çevresindeki elektromanyetik alanlarla etkileşerek yavaşlayabilir veya hızlanabilir.

IŞIK DARBELERİNİN KARMAŞIK YOLCULUĞU

Giovannelli ve Anlage, birbirine bağlı dairesel koaksiyel kablolar kullanarak ışık darbelerinin bu karmaşık yolculuğunu gözlemledi. Son teknoloji osiloskoplarla, dalga frekanslarındaki en ufak kaymaları bile tespit ettiler. Böylece, hayali sayılarla ifade edilen değişkenlerin, ışık darbelerinin gerçek hareketini nasıl etkilediğini adım adım ortaya koydular.

Araştırmayı yürüten Steven Anlage, “Bu, insanların bugüne kadar göz ardı ettiği gizli bir özgürlük derecesi gibiydi. Biz bunu açığa çıkardık ve fiziksel bir anlam kazandırdık” dedi.

Böylece hayali sayıların, yalnızca soyut bir hesaplama aracı değil, ışık dalgalarının madde içinde nasıl davrandığını açıklayan ölçülebilir bir olgu olduğu ispatlanmış oldu.

IŞIĞIN MALZEMELERLE ETKİLEŞİMİ

Bu buluş, ışığın malzemelerle etkileşimini anlamak için yeni kapılar açabilir. Özellikle telekomünikasyon, fiber optik sistemler ve dalga yayılımına dayalı teknolojilerde, bu yeni bilgi pratik uygulamalara dönüştürülebilir.