Исследователи японских университетов добились неожиданного результата — манипулируя фотонными кристаллами, им удалось взять под контроль траекторию света!
Подробнее об открытии
Работая над конфигурацией фотонных кристаллов, учёные сумели обработать траекторию света так, словно бы она подвержена гравитации. Экспериментаторы заключили, что такой эффект реален только при воздействии на свет чёрной дыры, а результат научных трудов в будущем можно использовать для создания связи 6G и работы над гравитонами (это гипотетически существующие частицы, которые пока невозможно увидеть).
Фотонные кристаллы, выбранные для эксперимента, являются искусственными структурами, которые сочетают в себе несколько материалов, у каждого из коих различные способы взаимодействия со светом — если одни могут поглощать свет, другие вполне способны его отражать. И все эти материалы расположены в фотонных кристаллах под видом сеток или решеток, и скорость распределения световой волны между ними напрямую зависит от расположения узора.
Суть траектории света
Опираясь на теорию относительности Эйнштейна, участниками экспериментов над кристаллами было доказано, что траектория света, как и других электромагнитных волн, отклоняется под действием гравитации так же, как и любое физическое тело. Астрофизика изучает подобные явления, называя их случаями гравитационного линзирования, которое характерно для внушительных небесных тел, и этими объектами могут являться чёрные дыры или квазары.
Благодаря своей структуре, фотонные кристаллы умеют не только направлять свет, но и манипулировать траекторией света. Составляющая часть кристаллов обрабатывает коэффициент преломления, отчего проявляется радужный эффект. На этом моменте следует отметить, что подобный результат достижим и при воздействии прозрачных материалов. Но, в отличие от других способов обработки преломления, именно фотонные кристаллы обладают свойством располагать внутри себя своеобразные сетки и решетки, через которые проходят материалы, взаимодействующие со светом.
Опираясь на эти убеждения, учёные продумали целый ряд экспериментов, чтобы взять под контроль гравитацию света. И эти эксперименты продемонстрировали проявление псевдогравитации во время фактической деформации кристаллов в тех частях, где была замечена минимальная энергия. Открытие было доказано уже не одним экспериментом, а результат стал известен на весь мир.
Искривление лучей посередине
Для того, чтобы гипотеза имела твердые основания, куратор проекта Китамура намеренно исказил экспериментальную решетку кристалла, сокращая и увеличивая расстояние между основаниями решеток. Он добился успеха, сумев манипулировать фотонными полосами. Итогом деформации стало отклонение и рассеивание световых волн, а лучи в центрах решеток искривились. Китамура пояснил заключительную цель:
«...подобно тому, как гравитация влияет на траекторию движущихся объектов, отклоняя их от первичного положения, так и мы искривили свет, падающий на определенные материалы...»
Такое манипулирование поможет в уже недалеком будущем создать технологии, поддерживающие связь 6G, частота в которых будет превышать максимальные 71 Гц на существующих 5G. Также кристаллы позволят проводить эксперименты, которые были невозможны в лабораторных условиях, например, люди смогут изучать гравитоны.
Академическая точка зрения в заключение утверждает, что использование фотонных кристаллов позволит открыть новые возможности в изучении физики гравитонов.
Сделайте свой маленький вклад в научное просвещение граждан, поставьте палец вверх👍 и подпишитесь на наш канал.