| 19 августа 2020 | Новости науки и техники

Пространственно-временные волновые пакеты: Свет нового класса лазера бросает вызов фундаментальным законам физики

Пространственно-временные волновые пакеты


Ученым удалось создать лазер совершенно нового класса, луч света которого не подчиняется некоторым фундаментальным законам физики и оптики. Лучи света этого лазера, которые ученые окрестили термином "пространственно-временные волновые пакеты" (spacetime wave packets), подчиняются каким-то особым правилам отражения и преломления. И эти новые правила можно будет в будущем поставить на службу людям в области коммуникационных технологий в первую очередь.

Из школьного учебника физики нам известно, что свет движется с различной скоростью в среде различных материалов. И чем больше плотность материала, через который проходит свет, тем с меньшей скоростью он, свет, движется в объеме этого материала. Наглядной демонстрацией этого принципа, который называется законом Снеллиуса, является ложка, опущенная в стакан с водой. За счет разницы между плотностями воздуха и воды кажется, что ложка "сломана" на границе контакта воздуха и воды.

Однако, лучи света нового лазера полностью игнорируют закон Снеллиуса. Более того, эти лучи не подчиняются второму из фундаментальных законов - принципу Ферма, который определяет, что свет всегда распространяется по самому короткому пути.

"Лучи пространственно-временных волновых пакетов могут быть настроены так, что они не изменят свою скорость или даже аномально ускорятся, проходя из менее плотного материала в более плотный материал" - пишут исследователи - "При помощи этого явления можно будет сделать так, что два импульса, излученные в разные моменты времени, окажутся в одной точке пространства одновременно, или так, что излученные в один момент импульсы окажутся в двух различных точках пространства одновременно".

Такие возможности, которые открывает нам использование пространственно-временных волновых пакетов, может иметь очень серьезные последствия для телекоммуникационной области. Ученые приводят в качестве примера синхронную отсылку сообщений с самолета на две субмарины, находящиеся на одной глубине, но на разном удалении от самолета.

С первого взгляда может показаться, что технология пространственно-временных волновых пакетов противоречит ряду ключевых законов классической физики, но ученые утверждают, что на самом деле все происходит в полном соответствии со Специальной теорией относительности. Ведь данная технология не оперирует собственно колебаниями электромагнитных волн фотонов света, а контролирует скорость, с которой движутся максимумы колебаний волн света. И делается это при помощи устройства, называемого пространственным оптическим модулятором, который реорганизовывает энергию каждого импульса света, "переплетая" его некоторые свойства в пространстве и времени.

"Пространственно-временное преломление света ломает многие из известных нам законов и принципов" - пишут исследователи, - "Но в качестве компенсации этого оно, это явление, дает нам массу новых возможностей для управления распространением света и некоторых его свойств".




Ключевые слова:
Пространство, Время, Волна, Пакет, Свет, Лазер, Преломление, Скорость

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые нашли новый способ управления скоростью света
  • Пространственно-временные кристаллы - абсолютно новая форма материи
  • Ученые создали "крупный вариант" кошки Шредингера
  • Физики доказали невозможность существования квантовых пространственно-време ...
  • C помощью наноразмерного устройства ученые заставили свет двигаться с беско ...




  • 20 августа 2020 03:13
    #1 Написал: gen_sec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 303
    эмм, чукча прастранствинный мадулятар ни знает(
        
    26 августа 2020 22:45
    #2 Написал: SiNgLeMaN

    Публикаций: 0
    Комментариев: 10
    Ученые играются с видами поляризации света. Можно создать два импульса с одинаковой мощностью и продолжительностью, но по разному поляризованных. Из-за этого волновой фронт импульсов может проходить сквозь среду с разными скоростями.

    Благодаря изменению поляризации 5G антенны могут создавать и направлять излучение без поворота самих антенн. Это как фонарик, который может светить не только прямо, но еще и куда-нибудь в бок до определенного угла при неизменном положении фонарика (назад фонарик не сможет посветить по очевидным причинам).
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.