У лабораторії на Землі повторили трюк чорної діри: вчені створили псевдогравітацію

Група японських учених представила своє нове дослідження у виданні Physical Review A. У ньому вони описали результати свого експерименту з викривленням світла. Науковці змогли керувати світлом таким чином, ніби на нього впливала гравітація. Під час спотворення фотонного кристала вони змогли викликати появу псевдогравітації, щоб викривити промінь світла. Учені вважають, що результати їхнього експерименту можна використовувати в оптичних системах, пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Загальна теорія відносності Ейнштейна свідчить, що тканина простору-часу викривляється гравітацією, але сама тканина простору-часу впливає на поведінку світла. Тому об'єкти, що мають дуже велику масу, наприклад, чорні діри, галактики або скупчення галактик, викривляють світло і збільшують його. Завдяки такому ефекту, який називається гравітаційне лінзування, можна побачити більш далекі об'єкти, які інакше побачити неможливо.

Учені вже знали, що існує теоретична можливість використовувати подібне викривлення світла у фотонних кристалах. Такі кристали використовують для управління світлом в оптичних системах, а також для проведення різних експериментів в оптиці (розділ фізики, що вивчає поведінку і властивості світла). Фотонні кристали створюють за допомогою об'єднання кількох матеріалів у періодичні структури. Згідно з теорією, викривлення світла в цих кристалах може призвести до того, що світло буде викривлятися і збільшуватися так само, як і під час гравітаційного лінзування в космосі. Таке явище назвали псевдогравітацією.

Вчені вирішили перевірити правильність теорії за допомогою фотонного кристала, створеного з кремнію. Кристалічна структура була спотворена так, що комірки в решітці, які спочатку були розміщені на однаковій відстані, на поверхні кристала стали більш деформованими. Після цього вчені направили лазер на кристал, який містив хвилі світла в терагерцовому діапазоні.

Пристрій, куди помістили кристал, мав два виходи на протилежному боці від напрямку входу лазерного променя. Один вихід розташований над місцем входу лазера, а другий — під ним. За словами авторів дослідження, якби не було впливу псевдогравітації, то лазерний промінь пройшов би прямо і не вийшов би через жоден із двох виходів, тобто не ефекту викривлення неможливо було б спостерігати. Але у викривленому фотонному кристалі, світло перемістилося до нижнього виходу від напрямку входу лазера.

За словами вчених, такий метод управління світлом можна використовувати в оптичних системах та інших пристроях. Також цей експеримент може стати хорошим підґрунтям для проведення досліджень у галузі оптики. Наприклад, учені вважають, що подібне управління світлом із хвилями в терагерцовому діапазоні можуть бути застосовні у зв'язку 6G.

Також дослідники вважають, що на основі отриманих результатів можна зробити висновок, що фотонні кристали можуть використовувати ефекти гравітації, що дає змогу шукати таку гіпотетичну частинку, як гравітон, яка вважається переносником гравітаційної взаємодії.

Фокус уже писав про те, що вчені виявили незвичайну форму льоду, яка тане лише за дуже високих температур.