|
Луч света заставили развернуться на полпути к цели
|
|
|
|
Физики из Японии выяснили, что луч света можно заставить вести себя таким образом, что центр его интенсивности со временем начнет двигаться назад, а не вперед. Это позволит улучшить работу оптических ловушек для частиц и ускорителей материи, сообщила во вторник пресс-служба университета Осаки со ссылкой на статью в журнале Communications Physics. "При создании такого луча центр его интенсивности сначала движется вперед со скоростью света, затем он замедляется и начинает двигаться назад, а потом опять движется вперед, перемещаясь в пространстве и времени по возвратно-поступательной траектории. Как показали наши опыты, у таких лучей есть масса практических и научных применений", - заявил доцент университета Осаки Ли Чжаоян, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
|
|
|
|
Долгое время обыватели и ученые считали, что лучи света могут двигаться только по прямой линии, меняя направление движения лишь при взаимодействиях с различными предметами или оптическими приборами. Около 50 лет назад известный физик Майкл Берри показал, что при определенных обстоятельствах луч света может двигаться по параболической траектории без каких-либо взаимодействий с другими предметами. Долгое время физики считали, что подобный характер движения света возможен лишь в теории, однако в 2007 году физики из США создали особые метаматериалы, позволяющие получать подобные закрученные пучки света. Их начали называть "лучами Эйри" в честь известного британского математика Джорджа Эйри. Впоследствии ученые создали еще одну подобную необычную вариацию пучков фотонов, получившую название "луч Бесселя", часть которого, как кажется стороннему наблюдателю, движется быстрее скорости света.
|
|
|
Ли Чжаоян и его коллеги открыли еще более необычную вариацию подобных экзотических лучей света, способную периодически менять и скорость, и направление движения. Японские физики совершили это открытие, наблюдая за тем, как менялось поведение вспышек лазера, у которых они меняли два параметра - так называемую длину Рэлея и частотную модуляцию. Оба этих свойства лазерных лучей, как объясняют физики, влияют на пространственную и временную форму этих вспышек света, в том числе на то, где будет находиться центр интенсивности луча и с какой скоростью или куда он будет двигаться.
|
|
|
|
Как обнаружили физики из университета Осаки, созданный ими набор из диафрагм, линз и других оптических приборов позволяет задавать такую длину Рэлея и частотную модуляцию лазерного луча, что их комбинация позволяет одновременно контролировать и темпы, и направление движения центра интенсивности. Это позволило им скомпоновать луч лазера таким образом, что самая яркая его часть начала совершать возвратно-поступательные движения.
|
|
|
|
Это свойство луча можно использовать для четкого контроля над тем, насколько ярким он будет в конкретной точке пространства и в конкретный временной период. Это крайне важно для работы оптических ловушек для атомов и заряженных частиц, используемых в работе атомных часов, а также может быть применено в различных экспериментах в области нанотехнологий, биологии и медицины. В частности, ученые предполагают, что подобные лучи можно будет использовать для сверхбыстрой стабилизации одиночных атомов и простых молекул, а также для захвата и манипуляций положением крупных частиц и в качестве одного из компонентов лазерных ускорителей материи и генераторов плазмы.
|
|
|
|
Источник
|
