Физики создали устройство, внутри которого нарушаются законы, определяющие поведение и свойства света

Физики создали устройство, внутри которого нарушаются законы, определяющие поведение и свойства света

Согласно результатам исследований, проведенных учеными-физиками из Национальной физической лаборатории и университета Хериот-Уотта в Эдинбурге, если импульс интенсивного света попадет внутрь тонкого кольца из специального оптического материала, то начинают происходить весьма странные вещи. А виной всему этому является оптический эффект, эквивалентный акустическому эффекту, называемому эффектом шепчущей галереи. В пределах этого кольца световые волны изменяют их поляризацию и период в нечетное или дробное количество раз, что ломает традиционную симметрию природы света, и это может стать в будущем основой совершенно новых инструментов для оптических технологий.

Более того, световые волны, заключенные внутри кольцевого оптического резонатора, собираются в нечто, ближайшим аналогом чего являются дискретные частицы, обладающие весьма странными свойствами. И эти странные свойства заставляют свет перемещаться внутри резонатора так, словно он не подчиняется традиционным законам физики.

В обычных условиях распространение импульса света подчиняется традиционным законам, которым подчиняются и другие виды волн, от акустических до электромагнитных. С точки зрения этих законов нет никаких различий между волной, которая «бежит» вперед или назад во времени. Это называется обратной временной симметрией и это является одним из основополагающих правил, используемых в оптических технологиях. Напомним, что еще в прошлом году ученым удалось создать устройство, получившее название «конденсатор потока» (flux capacitor), которое позволяет разрушить обратную временную симметрию света, и которое представляет собой однонаправленную оптическую петлю, используемую для изоляции чувствительного квантового оборудования от окружающей среды.

Помимо нарушения обратной временной симметрии экспериментальная установка нарушила другой закон, называемый симметрией поляризации. В обычных условиях поляризация света, плоскости, в которых происходят колебания электрической и магнитной составляющих волны света, остается неизменной. Но, при движении внутри резонатора, поляризация света изменилась и это нарушение можно описать, как приобретение световой волной закрученной эллиптической формы.

Сделанные учеными открытия должны заставить других ученых и инженеров начать принимать во внимание эти необычные аспекты поведения света. Ведь с уровнем развития оптических технологий увеличивается сложность оптических установок и, одновременно, уменьшаются размеры отдельных оптических компонентов. И перед тем, как запустить фотоны света по какому-нибудь очень сложному пути, необходимо знать, к чему это все может привести в конце концов.

«Понимание того, как мы можем управлять светом внутри схем, собранных из фотонных компонентов, поможет в будущем разработать целый ряд новых оптических технологий, включая квантовые технологии и датчики, избежав, при этом, возникновения неожиданностей, связанных со странным поведением света» — пишут исследователи.

Источник

Добавить комментарий