Первый опыт «захвата» света в виртуальном времени

Физики из Мэрилендского университета (США) только что достигли беспрецедентного научного рубежа: наблюдали за светом, движущимся в «мнимом времени», — математическая концепция, которая кажется нереальной.

Наблюдение за движением света как в реальном пространстве, так и в «виртуальном времени» откроет множество перспектив для практического применения в современной жизни человека - Иллюстрация: NASA

Обычно, когда свет проходит через прозрачный материал, он не движется так свободно, как в вакууме. Сложная сеть электромагнитных полей внутри материала замедляет каждый фотон, задерживая путешествие всего светового луча.

Это явление помогает ученым понять, как свет взаимодействует с микроструктурой материалов, тем самым исследуя их физические свойства.

От виртуального к реальному

Часть математических моделей, описывающих это явление, часто использует числа, называемые мнимыми числами. Эти числа не имеют реальной ценности в повседневной жизни и часто считаются чисто математическими инструментами. Новый эксперимент демонстрирует, что эти, казалось бы, только на бумаге числа могут на самом деле проявляться как полностью измеримые физические явления.

В исследовании, опубликованном в Physical Review Letters , одном из самых престижных научных журналов в области физики, группа физиков Изабеллы Джованнелли и Стивена Анлаге заявила, что они использовали микроволны, форму света за пределами видимого диапазона, и передавали их через замкнутый контур коаксиального кабеля. Это устройство имитирует контролируемую среду для изучения распространения световых импульсов через материалы.

Измеряя мельчайшие колебания частоты микроволн при их прохождении через систему, они обнаружили, что сдвиги частоты не были случайными, а были физическим проявлением мнимых чисел в уравнении.

Это показывает, что концепция мнимого времени — не просто математическая фантазия, а действительно существует и влияет на распространение света.

Доктор Анлаге сообщил, что его команда обнаружила ранее не замеченную степень свободы в световых волнах, что позволило объяснить явление, которое когда-то считалось «виртуальным», с помощью совершенно реальных факторов.

Примечательно, что световые импульсы в этой среде могут временно двигаться быстрее, чем фотоны, из которых они состоят. Это может показаться парадоксальным, но это логическое следствие влияния среды и волновой структуры.

Множество перспектив для практического применения

Успех этого эксперимента — не просто шаг вперед в области теоретической физики. Наблюдение света в состоянии, называемом «мнимым временем», также открывает множество перспектив для практических приложений в современной жизни.

По мере того, как люди лучше понимают, как электромагнитные волны — от света до микроволн — движутся и изменяются при прохождении через вещество, мы можем оптимизировать многие технологии, в которых они используются.

Например, в области беспроводной связи эти новые знания могут помочь улучшить скорость и точность передачи сигнала. С радарными и сенсорными системами они могут способствовать повышению чувствительности и снижению помех, тем самым повышая эффективность в таких областях, как авиация, военная промышленность и автоматизация.

В частности, в развивающемся мире квантовых вычислений, где каждое взаимодействие зависит от поведения микроскопических частиц, таких как фотоны, более глубокое понимание поведения света может стать ключом к разработке более мощных и стабильных вычислительных устройств в будущем.

Другими словами, из явления, когда-то считавшегося совершенно абстрактным, виртуальное время теперь постепенно становится полезной частью реального технологического мира.

Вернуться к теме

МИН ХАЙ

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