Исследователи использовали специальный кристалл, чтобы искривить траекторию света, как это делает черная дыра. Этот феномен известен как псевдогравитация.
Новый кристалл может преломлять свет, как это сделала бы черная дыра, заставляя свет отклоняться от обычного прямого пути. Это явление известно как псевдогравитация. Авторы нового исследования считают, что оно пригодится в технологии связи следующего поколения 6G — она будет передавать информацию по беспроводной сети на сверхвысоких скоростях.
Поскольку кристалл имитирует то, что происходит, когда свет проходит мимо черных дыр и других сверхплотных космических объектов, новую технологию можно использовать, чтобы изучать квантовую гравитацию. Эта теория, которая объединит квантовую механику и общую теорию относительности (ОТО) Альберта Эйнштейна. Ранее «Хайтек» писал про попытки ученых сделать это.
Согласно ОТО, на свет и другие электромагнитные волны влияют гравитационные силы. Этот эффект известен как гравитационное линзирование. Астрономы постоянно используют его, чтобы изучать массивные космические объекты, такие как квазары. Воссоздать такой эффект в лабораторных условиях сложно, учитывая необходимость огромного количества массы. Но ученые уже давно подозревали, что смогут имитировать это явление, используя кристаллические материалы.
Авторы нового исследования использовали фотонный кристалл — это твердотельная структура с периодически изменяющейся диэлектрической проницаемостью либо неоднородностью, период которой сравним с длиной волны света. Постепенно ученые исказили эти кристаллы, нарушив их кристаллическую решетку. Затем они пропустили сквозь них лучи света и наблюдали, как они отклоняются.
«Подобно тому, как гравитация изменяет траекторию объектов, мы придумали способ преломлять свет внутри определенных материалов», — объясняют ученые.
Манипулирование светом таким образом — один из потенциальных путей развития коммуникационных технологий следующего поколения, которые потребуют передачи информации в терагерцовом диапазоне или выше 100 гигагерц (максимальная частота технологии 5G составляет 71 гигагерц). Исследователи считают, что творческое манипулирование светом — один из способов достичь этих частот.
Результаты нового исследования опубликованы в журнале Physical Review A.
Читать далее:
Исследователи обнаружили, что сперматозоиды при движении «обходят» закон Ньютона
Наша память работает совсем не так, как считали ученые
«Адская» планета недалеко от Земли подает загадочные сигналы: ученые придумали, как их расшифровать
На обложке: абстрактное представление волн и частиц в квантовой физике. Предоставлено: Gerd Altmann, CC0 Public Domain