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.
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».
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии