Вперше фізики прискорили світлові промені в викривленому просторі
Зігнутий простір
Фізики продемонстрували прискорюють світлові пучки на плоских поверхнях, де прискорення змусило промені слідувати за кривими траєкторіями. Однак новий експеримент підштовхнув кордону того, що можна продемонструвати в лабораторії. Вперше в експерименті фізики продемонстрували прискорює світловий пучок в викривленому просторі. Замість того, щоб рухатися по геодезичної траєкторії (найкоротший шлях на криволінійній поверхні), він відхиляється від цієї траєкторії через прискорення.
Дослідження, опубліковане в журналі Physical Review X, «відкриває двері на новий шлях навчання в області прискорюють променів. До сих пір прискорюють пучки вивчалися тільки в середовищі з плоскою геометрією, такий як плоске вільний простір або шаруваті хвилеводи. У поточній роботі оптичні промені йдуть зігнутим траєкторіях в зігнутої середовищі », - каже Анатолій Пацик, фізик з ізраїльського технологічного інституту.
На завершення фізиків з Ізраїльського технологічного інституту, Гарвардського університету та Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики успіх експерименту збільшить дослідний потенціал для подальших лабораторних досліджень таких явищ, як гравітаційне лінзування. Виконуючи ці експерименти в лабораторії, вчені зможуть вивчати такі явища, які випливають із загальної теорії відносності Ейнштейна в контрольованій обстановці.
Загальна теорія відносності
Спочатку команда змушувала лазерний промінь прискорюватися за рахунок відображення променя від просторового світлового модулятора, який є пристроєм, що використовується для модуляції амплітудних, фазових або поляризованих світлових хвиль. Відскік променя від цього пристрою друкує певний фронт хвилі на промені, створюючи той, який прискорюється, зберігаючи свою форму.
Потім команда вказала на прискорює лазер вздовж внутрішньої лампи розжарювання, пофарбованої таким чином, що світло розсіявся і було видно дослідникам. Команда помітила, що при русі по внутрішній частині променя траєкторія пучка розривається від геодезичної лінії.
Коли вони порівнювали це рух з променем, що не прискорювався, вони виявили, що коли він не прискорюється, промінь буде слідувати за лінією.
Дослідження може стати відправною точкою для майбутніх досліджень явищ, які відносяться до загальної теорії відносності Ейнштейна. Пацик заявив, що «рівняння загальної теорії відносності Ейнштейна визначають, серед іншого, еволюцію електромагнітних хвиль у викривленому просторі. Виявляється, що еволюція електромагнітних хвиль у викривленому просторі по рівняннях Ейнштейна еквівалентна поширенню електромагнітних хвиль в матеріальному середовищі, описуваної електричної і магнітної сприйнятливостями, які можуть змінюватися в просторі».
Пацик сказав, що цей фундамент дає «підйом емулює ефектів, таких як гравітаційне лінзування і кільця Ейнштейна, гравітаційний синій зсув або червоний зсув, які ми вивчали в минулому і багато іншого».
Іншими словами, методи, впроваджені в цей експеримент, можуть допомогти фізикам більш ефективно вивчати явища, такі як гравітаційне лінзування. Команда також досліджує, чи можуть прискорені плазмові промені (ті, які мають плазмові коливання замість світла) в викривленому просторі.
