Ученые использовали теорему 350-летней давности, чтобы обнаружить новые свойства света

Ученые использовали теорему 350-летней давности, чтобы лучше понять странную природу света. Они взяли теорему, которая используется для описания маятников, и заменила яркость света тем, что обычно является массой объекта. При этом ученые смогли сопоставить с теоремой несколько свойств света и квантовых систем и открыли несколько совершенно неизвестных ранее связей, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Считается, что свет может вести себя и как волна и как частица, а на квантовом уровне свет может вести себя одновременно, как то и другое. Уже давно известно о том, что свет имеет странное поведение, которое д оконца полностью непонятно. Но авторы нового исследования, опубликованного в издании Physical Review Research, подошли немного ближе к полному пониманию загадки поведения света. И ключом к этому пониманию стала теорема классической механики 350-летней давности.

Начиная с 17 века ученые ломали голову над тем, как лучше всего рассматривать свет: как волну или как частицу, или же одновременно, как то и другое. Ученые выявили связь между этими двумя точками зрения с помощью теории Христиана Гюйгенса, о которой он впервые заявил в 1673 году, и она используется для описания движения крупных объектов, таких как маятники и планеты.

По словам ученых, уже более 100 лет известно, что свет может себя вести как волна и как частица, но согласовать эти точки зрения было очень сложно. Новое исследование не решает эту проблему, но ученые доказали, что существуют глубокие связи между концепциями волн и частиц не только на квантовом уровне, но и на уровне классических световых волн и систем точечных масс.

Основа механической теории Гюйгенса состоит в том, чтобы показать, как энергия, необходимая для вращения объекта, может меняться в зависимости от двух основных факторов — массы и оси. Любая теорема, посвященная поведению массы, не должна иметь ничего общего со светом, поскольку он не имеет массы. Но ученые вместо массы использовали интенсивность света.

По словам ученых, они нашли способ преобразовать оптическую систему, чтобы можно было показать ее как механическую систему, а затем описать ее с помощью общепризнанных физических уравнений. Как только ученые представили световую волну как часть механической системы, они обнаружили новые связи между свойствами волны. Ученые выяснили, что существует обратная зависимость между поляризацией (направленностью световой волны) и запутанностью (когда частицы на расстоянии связаны в пространстве своим поведением). Когда свет становится более поляризованным, он становится менее запутанным, и наоборот.

По словам ученых, используя механические уравнения, можно измерить расстояние между "центром масс" и другими механическими точками, чтобы показать, как различные свойства света связаны друг с другом.

Ученые считают, что результаты их исследования позволят лучше измерять различные свойства света или квантовых систем, которые трудно измерить. Если эти новые связи работают так, как предполагает исследование, то можно измерять амплитуды и фазы света, просто измеряя яркость света, что намного проще. Новые результаты предполагают, что можно использовать механические системы для точного моделирования и лучшего понимания сложного поведения квантовых систем.

Фокус уже писал о том, что ученые обнаружили скрытое агрегатное состояние. Ученые изучили поведение аморфных твердых тел и кажется нашли объяснение их странным свойствам.