Физики разработали прибор, в котором нарушаются правила света — Naked Science
6 минут
Редакция

Физики разработали прибор, в котором нарушаются правила света

Ученые продолжают исследовать свойства элементарных частиц. В ходе новых экспериментов с фотонами физики выявили некоторые их новые свойства.

bending-light-4-jim-persons1
©Wikipedia

Исследователи из Национальной физической лаборатории Великобритании и Университета Хериота-Уота из Эдинбурга наблюдали, как свет нарушает свои обычные симметричные структуры внутри устройств, известных как оптические кольцевые резонаторы.

 

В физике волны могут вести себя крайне любопытно, отражаясь эхом в правильных условиях. Это относится к звуку, отскакивающему от потолков, а также к свету, пытающемуся поймать себя за «хвост».

 

Например, при правильном устройстве купол собора Святого Павла в Лондоне — одно из таких мест: звуковые волны даже самого тихого шепота могут быть направлены полусферической формой изогнутых стен и свободно переноситься по комнате.

 

Подобным образом и свет, выпущенный импульсами через узкое кольцо из оптического волокна, может двигаться необычным способом, собираясь в дискретные единицы с оригинальными свойствами.

 

Исследователи «поигрались» с оптоволоконным петлевым резонатором, чтобы раздвинуть границы ожидаемого поведения света. Их работа описана в статье журнала Physical Review Letters.

 

Обычно световой импульс подчиняется простому правилу: в отличие от прокрученного в обратную сторону звука, свет всегда выглядит одинаково, вне зависимости от того, движется он вперед или назад во времени (например, на записи). Это называется симметрией обращения времени, или Т-симметрией, и она важна для оптических технологий.

 

Однако в прошлом году инженеры придумали способ нарушить поведение света по отношению ко времени, разработав буквально научно-фантастический конденсатор потока с единственной оптической петлей, изолирующей чувствительное квантовое оборудование.

 

В этот раз, когда импульсы длин волн попадают в резонатор так, что их пики перестают подчиняться обычным правилам симметрии, новое исследование еще раз показало, как свет может это правило игнорировать.

 

«При заполнении кольцевого резонатора короткими импульсами циркулирующие пульсы внутри него будут поступать либо до, либо после изначального импульса, но не одновременно с ним», — говорит ведущий автор исследования Франсуа Копи.

 

Самое удивительное, однако, касается нарушения симметрии. Волны света покачиваются перпендикулярно направлению своего движения, напоминая дернутую струну. Направление этого покачивания называют поляризацией, которая сохраняется на протяжении всего движения волны. В этом же эксперименте при движении волны по оптоволокну, можно сказать, что она имела «эллиптическую» форму штопора.

 

Конечно, это не нарушило законы физики. Правила, подобные нарушенному, должны быть нарушены. При обнаружении новых способов движения фотонов по разным «трассам» ученым приходится переосмысливать, на что эти частицы способны.

 

«Оптика стала важной частью телекоммуникационных и компьютерных сетей, — говорит ведущий исследователь Национальной физической лаборатории Великобритании Паскаль Дель’Хэй. — Понимание того, как мы можем манипулировать светом в фотонных цепях, может помочь раскрыть множество новых технологий, включая лучшие сенсоры и новые квантовые возможности, которые будут становиться все важнее в нашей повседневной жизни».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 11:44
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 13:15 (мск), NASA начнет трансляцию исторического события: первого полета вертолета Ingenuity, доставленного на Марс вместе с планетоходом Perseverance. Посмотреть трансляцию можно на нашем сайте.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

8 часов назад
9 минут
Александр Березин

Судя по отсутствию человека на водительском сиденье, машиной управлял автопилот. В теории он отслеживает наличие человека за рулем и без него не едет. Но на практике человек всегда может обмануть компьютер. Неспособность компьютера контролировать человека в описываемом случае привела к печальным последствиям. Несмотря на это, по последним данным, автопилот Tesla снижает риск попасть в аварию в девять раз. Впрочем, с одним нюансом.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Позавчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: