Amerikaanse fysici maken een gat in de tijd

De eerste, eenvoudige, onzichtbaarheidsmantels bestaan alweer een tijdje. Zoals de cilinder die je als een schil om het te verbergen voorwerp plaatst en die daarna radiogolven om dat voorwerp heen leidt alsof hun pad onderweg nooit door een obstakel onderbroken werd. Of zoals een tapijtje dat alle hobbels die ontstaan als je er iets onderschuift, optisch meteen weer gladstrijkt. Nu hebben de Amerikaanse fysicus Motti Fridman en zijn collega’s van Cornell University ook een ‘gat in de tijd gemaakt’. In Nature beschrijven zij deze week hoe een gebeurtenis die in dat gat plaatsvindt, voor de buitenwereld verborgen blijft.

Erg groot was het gat niet, 50 picoseconde ofwel 50 miljardste seconde kort. En ook de te verbergen gebeurtenis was simpel: niet meer dan een kort lichtflitsje. Maar het is misschien het begin van onderzoekslijn die later toepassingen krijgt bij het geheimhouden van computeroperaties of data-uitwisseling .

Wat deden de fysici? Ze stuurden een groene laserpuls door een glasvezelkabel. Een goed gekozen lens veranderde dat groene laser licht daarna achtereenvolgens in blauw en rood licht. Aansluitend stelde een al even goed gekozen materiaal de voortplantingssnelheid van dat licht bij: het blauwe licht ging sneller reizen. Het rode licht vertraagde. Zo ontstond tussen het ‘snel sprintende’ blauwe licht en het ‘achterblijvende’ rode licht al vlug een gat – van 50 picoseconde dus.

En ja, juist in dat gat lieten de fysici een ‘geheime gebeurtenis’ plaatsvinden. Zonder verdere ingrepen zou dat zo natuurlijk indirect toch door de buitenwereld worden opgemerkt: aan- en afgekondigd door een blauwe en rode signaalkleur .

Echte geheimhouding vergde dus een tweede stap. Daarin deed een gespiegeld systeem (tegengesteld werkend materiaal en tegengestelde lens) de eerdere versnelling, vertraging en kleurverandering van het groene licht weer helemaal teniet. Door een aansluitende glasvezelkabel reisde toen gewoon weer groen laserlicht, en was van het eerder geslagen gat geen spoor meer te bekennen. Sterker, ook de rode laserpuls die in dat tijdsgat was afgevuurd bleef onopgemerkt – juist ook omdat deze puls geen invloed op het uit elkaar gerafelde groene licht had kunnen uitoefenen.

De ‘tijdverdwijnmantel’ is misschien het beste te vergelijken met een spoorwegovergang waarop neergaande slagbomen een lange stroom auto’s onderbreken. Is de trein gepasseerd, zijn de slagbomen weeropen en geven de achtergebleven auto’s extra veel gas dan wordt de oorspronkelijke verkeersstroom gewoon weer hersteld. Zonder dat iemand nog kan raden dat eerder een trein is gepasseerd.

Zo is het met het groene laserlicht van de Cornell-fysici ook. Met één verschil: zij verhullen alleen ultrakorte gebeurtenissen. Een tijdsgat van slechts een seconde zou al een systeem vergen van bijna 30.000 kilometer, haast de aarde rond. Juist daarom denken de fysici bij toepassingen vooral aan het verhullen van ultrasnelle computerschakelingen.

Margriet van der Heijden