Японские ученые научились контролировать скорость «световых пуль» — Naked Science
6 минут
Василий Парфенов

Японские ученые научились контролировать скорость «световых пуль»

5.0

Физики в очередной раз бросили вызов фундаментальным принципам Вселенной — в нашем случае научились управлять скоростью света. Нет, никаких постулатов современной науки нарушено не было, речь идет о локализованных импульсах электромагнитного излучения, которые также называют «световыми пулями».

Японские ученые научились контролировать скорость «световых пуль»
Симуляция «световых пуль» / ©Li, Z., Kawanaka, J. Optical wave-packet with nearly-programmable group velocities. Commun Phys 3, 211 (2020)

Поражающий воображение любителей фантастики эксперимент провели Чжаоян Ли (Zhaoyang Li) и Юнжи Каванака (Junji Kawanaka) в Институте лазерной инженерии Осакского университета, Япония. Правда, не на какой-то высокотехнологичной установке, а в рамках симуляции. Ее результаты опубликовали в рецензируемом журнале Communications Physics. Каванака и Ли этим летом уже доказали теоретическую возможность управлять скоростью световых пуль, а теперь развили собственный успех.

Они использовали комбинацию деформируемых зеркал, пространственный модулятор излучения и делитель луча. Проходящие через такую установку импульсы излучения получают определенную форму, от которой и зависит скорость разных их участков в пространстве. Управляя таким образом световыми пулями, можно определять как их скорость, так и ускорение. Причем несколько подобных импульсов излучения с разными параметрами могут распространяться по одному пути и при этом никак не взаимодействовать друг с другом.

Конечно, симуляция накладывает определенные ограничения на эксперимент. Несмотря на всю точность модели, пока не до конца ясно, как ее лучше реализовать на практике. Возможно, потребуется долгий процесс подбора конкретных материалов всех узлов установки и длины волны излучаемого света. Однако принципиальных препятствий для воплощения впечатляющей концепции «в металле» еще не обнаружили.

Каванака и Ли не уточняют, когда можно ждать следующих результатов их работы уже на материальных установках. Но, учитывая темп работы ученых из Японии, прогресс не должен заставить себя ждать.

«Световые пули» — чрезвычайно любопытный феномен, который предсказали в 1990 году, а продемонстрировали спустя десять лет. Он выглядит перспективным как с точки зрения теоретической физики с оптикой, так и во многих практических применениях. Например, для создания оптических интегральных схем или передачи информации. При создании световых пуль характеристики импульса излучения подбирают так, чтобы он способствовал своей самофокусировке и таким образом компенсировал рассеяние в среде. Любопытным свойством такого пучка фотонов становится чрезвычайная стойкость к изменению формы (вектора распространения и длины волны) в результате дисперсии и дифракции.

Несмотря на то что скорость света — величина постоянная и фундаментальная, — она различается для разных сред. Знаменитая непреодолимая константа — это скорость света в вакууме. Для воды или других прозрачных сред она меньше. А если какие-то фотоны начинают двигаться быстрее, возникают всяческие любопытные физические эффекты, например так называемое черенковское излучение. В своей симуляции японские ученые моделировали световые пули так, чтобы их скорость либо превышала, либо соответствовала, либо была ниже скорости света в среде. Получились три возможных состояния импульса излучения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 15:24
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

Вчера, 21:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Соединенные Штаты провели имитацию применения нового гиперзвукового комплекса воздушного базирования AGM-183A. В качестве «носителя» выступил стратегический бомбардировщик B-52.

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

4 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

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.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

[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: