«Псевдогравитация» в кристаллах искривляет свет, как черные дыры
Ученым из Японии удалось манипулировать светом так, как если бы он находился под действием гравитации. Искажая фотонный кристалл, команда вызвала «псевдогравитацию» и изогнула луч света, сообщает New Atlas.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, на свет влияет ткань пространства-времени, которая сама по себе искажается гравитацией. Вот почему объекты с чрезвычайно большой массой, такие, как черные дыры или целые галактики, искривляют путь света, увеличивая удаленные объекты.
В недавних исследованиях предсказывалось, что этот эффект можно воспроизвести в фотонных кристаллах. Эти структуры используются для управления светом в оптических устройствах. Обычно они создаются путем объединения нескольких материалов в периодические структуры. Предполагалось, что искажения в этих кристаллах могут отклонять световые волны по тому же принципу, что и гравитационные линзы космического масштаба. Это явление назвали «псевдогравитацией».
Для нового исследования команда проверила эту идею на фотонном кристалле из кремния. Ученые намеренно исказили его структуру, делая её необычной. Кристалл, как правило, имеет упорядоченные ячейки, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Потом исследователи направили на этот кристалл луч света с очень высокой частотой — терагерцевый свет.
На кристалле были размещены три точки: одна, где свет входил (входной порт) и две другие, где свет мог выходить (выходные порты). Эти порты были размещены таким образом, что один находился над входом, а другой — под ним.
Если бы псевдогравитации не было, лазер двигался бы по прямой линии и не выходил бы ни через один из портов, но в искаженном кристалле световые волны направлялись к нижнему порту. По словам ученых, такое управление лучом в плоскости терагерцового диапазона можно применять в связи 6G. С академической точки зрения результаты показывают, что фотонные кристаллы используют гравитационные эффекты, что открывает новые пути в области физики гравитона.
Ранее астрономы получили изображение редкого явления — «крест Эйнштейна», при котором свет от далеких галактик искажается, создавая четыре отдельных изображения исходного объекта вокруг гравитационной линзы.
Лучшие научные фото 2023 года. Листайте подборку интересных картинок:
