Poprvé „zachycení“ světla ve virtuálním čase

Fyzici z University of Maryland (USA) právě dosáhli nebývalého vědeckého milníku: pozorovali světlo, jak se pohybuje v „imaginárním čase“, což je matematický koncept, který se zdá být neskutečný.

Pozorování pohybu světla v reálném prostoru i „virtuálním čase“ otevře mnoho perspektiv pro praktické aplikace v moderním lidském životě – Ilustrace: NASA

Normálně, když světlo prochází průhledným materiálem, nešíří se tak volně jako ve vakuu. Složitá síť elektromagnetických polí uvnitř materiálu zpomaluje každý foton a tím zpožďuje cestu celého světelného paprsku.

Tento jev pomáhá vědcům pochopit, jak světlo interaguje s mikrostrukturou materiálů, a tím zkoumat jejich fyzikální vlastnosti.

Z virtuálního do reálného

Část matematických modelů, které popisují tento jev, často používá čísla nazývaná imaginární čísla. Tato čísla nemají v každodenním životě žádnou skutečnou hodnotu a často jsou považována za čistě matematické nástroje. Nový experiment ukazuje, že tato zdánlivě pouze papírová čísla se ve skutečnosti mohou projevit jako plně měřitelné fyzikální jevy.

Ve studii publikované v časopise Physical Review Letters , jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů v oblasti fyziky, tým fyziků Isabelly Giovannelli a Stevena Anlage uvedl, že použili mikrovlny, formu světla mimo viditelný rozsah, a přenesli je uzavřenou smyčkou koaxiálního kabelu. Toto zařízení simuluje kontrolované prostředí pro studium šíření světelných pulzů materiály.

Měřením drobných frekvenčních fluktuací mikrovln při jejich průchodu systémem zjistili, že frekvenční posuny nebyly náhodné, ale byly fyzikálním projevem imaginárních čísel v rovnici.

To ukazuje, že koncept imaginárního času není jen matematická fantazie, ale skutečně existuje a ovlivňuje šíření světla.

Dr. Anlage uvedl, že jeho tým objevil dříve přehlížený stupeň volnosti ve světelných vlnách, což umožňuje vysvětlit jev, který byl kdysi považován za „virtuální“, zcela reálnými faktory.

Je pozoruhodné, že světelné pulzy se v tomto prostředí mohou dočasně pohybovat rychleji než fotony, které je tvoří. Může to znít paradoxně, ale je to logický důsledek vlivu média a vlnové struktury.

Mnoho perspektiv pro praktické aplikace

Úspěch tohoto experimentu není jen krokem vpřed v oblasti teoretické fyziky. Pozorování světla ve stavu zvaném „imaginární čas“ také otevírá mnoho perspektiv pro praktické aplikace v moderním životě.

Jakmile lidé lépe pochopí, jak se elektromagnetické vlny, od světla po mikrovlny, pohybují a mění při průchodu hmotou, můžeme optimalizovat mnoho technologií, které na nich závisí.

Například v oblasti bezdrátové komunikace mohou tyto nové poznatky pomoci zlepšit rychlost a přesnost přenosu signálu. U radarových a senzorových systémů mohou přispět ke zvýšení citlivosti a snížení rušení, a tím ke zlepšení efektivity v oblastech, jako je letectví, armáda a automatizace.

Zejména v rozvíjejícím se světě kvantových výpočtů, kde každá interakce závisí na chování mikroskopických částic, jako jsou fotony, by hlubší pochopení chování světla mohlo být klíčem k návrhu výkonnějších a stabilnějších výpočetních zařízení v budoucnu.

Jinými slovy, z jevu, který byl kdysi považován za zcela abstraktní, se virtuální čas nyní postupně stává užitečnou součástí reálného technologického světa.

Zpět k tématu

MINH HAI

Zdroj: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm