Физики разработали прибор, в котором нарушаются правила света — Naked Science
18.01.2019
6 минут
Редакция
476

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

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 фрагмет и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Позавчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

8 часов назад
25 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 14:57
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности к игре 2012 года.

Позавчера, 13:27
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

23 января
8 минут
Мария Азарова

Специалисты подтвердили, что очагом возникновения инфекции стал оптовый рынок в городе Ухань, где продавали не только морепродукты, но и животных, в том числе змей и летучих мышей. Именно они могли быть источниками опасного коронавируса.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: