Fizicienii au construit o mașină care încalcă de fapt două legi ale luminii
Când transmiți niște impulsuri puternice de lumină într-un cerc foarte subțire se petrec lucruri ciudate, potrivit unei noi cercetări.
În interiorul micilor bucle de fibre transparente, valurile de lumină pot fi forțate să întrerupă mișcarea și să-și schimbe orientarea ciocnirii în moduri ciudate, încălcând regulile și oferind viitorilor ingineri instrumente noi pentru tehnologia optică emergentă.
Cercetătorii de la Laboratorul Național de Cercetare a Fizicii din Marea Britanie (NPL) și Universitatea Heriot-Watt din Edinburgh au observat că lumina își încalcă modelele obișnuite simetrice din interiorul dispozitivelor numite rezonatoare de inele optice.
În fizică, valurile se pot comporta în moduri interesante când acestea răsună în tipul potrivit de spațiu – acest lucru se poate aplica sunetului care cade pe tavan, sau luminii care își urmărește ”coada” într-un cerc.
De exemplu, un astfel de loc este cupola catedralei Sf. Paul din Londra – unde undele sonore ale celor mai mici șoapte ale tale pot fi canalizate de forma hemisferică a zidurilor curbate și pot fi transportate cu ușurință în jurul încăperii.
În mod similar, undele luminoase pulsate printr-un inel strâns de fibre optice s-au dovedit a se deplasa, de asemenea, în moduri noi cu caracteristici ciudate.
Având în vedere acest lucru, cercetătorii au făcut mici schimbări la funcționarea unui rezonator de bucle de fibre pentru a împinge la limită comportamentul obișnuit al luminii.
De obicei, impulsul luminos se supune unei reguli destul de simple – spre deosebire de sunetul pe care l-ai auzi în sens invers, nu există nicio diferență pentru un val de lumină care trece înainte sau înapoi în timp.
Aceasta este denumită simetrie de inversare a timpului și se întâmplă să fie o regulă destul de importantă de ținut minte pentru tehnologia optică.
Numai anul trecut , inginerii au venit cu o modalitate de a sparge atitudinea luminii față de timp în dezvoltarea unui condensator de flux sci-fi, care a fost o buclă optică unică care ajută la izolarea echipamentelor cuantice sensibile.
De data aceasta, prin pulsarea lungimilor de undă în rezonator în așa fel încât vârfurile lor să nu mai respecte regulile obișnuite de simetrie, după cum arată studiul.
Ce a fost cu adevărat surprinzător a fost faptul că această configurație experimentală a mai încălcat o altă regulă numită simetrie de polarizare.
Undele luminoase se mișcă perpendicular pe direcția mișcării lor. Orientarea acestei mișcări se numește polarizarea sa și, indiferent dacă vorbim de șiruri de chitară sau valuri de lumină, tinde să rămână fixă pe măsură ce se mișcă valul.
Se pare că aici nu e așa. Pe măsură ce valul se îndrepta spre fibra optica, orientarea ei descria o forma „eliptică” a spiralei, încălcând regula obișnuită de a se lipi de un singur plan.
Aceste descoperiri nu au încălcat fizica totuși. Reguli ca acestea sunt menite să fie încălcate odată ce se dovedește prin metode științifice.
De asemena aceste descoperiri sunt foarte utile în inventarea noilor tehnologii bazate pe lumină.
„Optica a devenit o parte importantă a rețelelor noastre de telecomunicații și a sistemelor de calcul,” spune cercetătorul Pascal Del’Haye de la NPL.
Această cercetare a fost publicată în Physical Review Letters.
Articol scris inițial în engleză pe sciencealert.com, la data de 17 Ianuarie 2019.
lasă un comentariu, scrie-ne părerea ta.