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