• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.12.2020
Василий Парфенов
4 632

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

Вчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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: