kun je een foton opsluiten?

Stel, je hebt een perfect ronde bol die je aan de binnenzijde bekleedt met een perfect spiegelende wand. In deze bol laat je een stel fotonen los door er kortstondig licht in te schijnen.

Zullen deze fotonen nu:
- heel snel verdwijnen (en wat gebeurt er dan mee?)
- heel lang weerkaatsen, maar uiteindelijk toch verdwijnen (en waarom?)
- eindeloos weerkaatsen.

Is dit ooit wetenschappelijk aangetoond? Door wie? En hoe?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

Dit kan niet in de constructie die je beschrijft. Dat komt omdat de brekingsindex van het materiaal waarin je het foton vast wil houden kleiner moet zijn dan 1.41 om het vast te houden maar dat de brekingsindex van hetzelfde materiaal juist groter moet zijn dan 1.41 om het foton in de juiste hoek in het materiaal te brengen. Beide condities sluiten elkaar uit (zie de onderste paragraaf in de wetenschapsforum link). Wat wel kan is fotonen opsluiten in een fotonisch kristal, maar dat is een heel andere contstructie. Overigens is er in de natuur nog een effectieve manier om fotonen op te sluiten. Dat heet een zwart gat, maar dat is wel van een andere orde ;-)

Bronnen:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Fotonisch_kristal
http://www.utwente.nl/nieuwsevents/2014/2/...
http://www.wetenschapsforum.nl/index.php/t...

Leuk gedachtenexperiment. Dit experiment is niet uit te voeren. Niet exact zoals je hebt weergegeven. Dit komt door de volgende redenen: - perfect ronde bol bestaat niet. Overigens is dit ook niet nodig voor dit experiment. Niet perfect rond mag gewoon, dus dit is geen restrictie. - Perfect spiegelende wand bestaat helaas ook niet. Deze is wel redelijk essesntieel. - in de bol wil je fotonen loslaten. Dit kan alleen als je een probe hebt (of een dekseltje in je bol). Beide zorgen er voor dat er geen perfect spiegelend oppervlak meer is. Dit zal in de praktijk ervoor zorgen dat er verlies is. - Om een foton ver te laten reizen (opsluiten in een 100% spiegelende kooi is bijna hetzelfde als gewoon heeeel lang rechtdoor gaan) moet je zorgen dat het foton niet kan botsen met iets dat het op kan nemen. Je bol zal dus vacuum moeten zijn. Dit is nagenoeg niet haalbaar. Je bol zal erg groot moeten zijn (meters doorsnede) als je daadwerkelijk het vacuum van "open space" wil evenaren (er mogen immers maar een paar deeltjes per m3 zijn als je "open space" wil evenaren. - Een "nadeel" van vacuum is dat er spontaan elementaire deeltjes en hun antideeltjes in ontstaan. Deze annhileren ook weer natuurlijk maar niet meteen. Een foton kan hier op botsen en wordt opgenomen of omgezet). Dus, als alles inderdaad perfect opgesteld is, zullen fotonen heel lang kunnen weerkaatsen. Zelfs als de opstelling perfect is, zullen fotonen niet eeuwig rond blijven kaatsen omdat er altijd elementaire deeltjes ontstaan die invloed kunnen hebben op het verloop. Niet eeuwig rondkaatsen kan nog wel betekeneen dat het miljoenen jaren kan duren (in theorie dus).

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100