18.01.2019
Редакция Naked Science

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.
Вчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Вчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

Позавчера, 16:51
Мария Осетрова

Не претендуя на абсолютную точность, новая численная оценка открывает дополнительные возможности для экспериментальной проверки.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

20 октября
Александр Березин

Новая работа в авторитетном научном журнале показала, что за восемь месяцев титр антител от мРНК-вакцин падает в десятки раз, а от векторной — на том же аденовирусе, что «Спутник-лайт» — почти не уменьшается вовсе. На сегодня ясно, что снижение уровня антител — главная причина падения защиты от Pfizer с 90% до 47% за полгода. Значит ли это, что страны, поставившие на аденовирусно-векторные вакцины, сделали лучший выбор? И за счет чего они могли опередить такую вроде бы революционную вакцинную платформу, как мРНК? Наконец: действительно ли «Спутник» может повысить риск заражения ВИЧ, как это утверждают медицинские власти ЮАР?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: