|
Устройство имитирует как черные, так и белые дыры
|
|
|
|
В рамках общей теории относительности черные дыры хорошо известны своей способностью задерживать свет и материю, искривляя пространство-время, создавая точку невозврата. В то время как черные дыры привлекают внимание как ученых, так и широкой публики, другая концепция, белая дыра, остается скорее теоретической. Считается, что белая дыра - это обратная сторона черной дыры, которая излучает свет и вещество, а не поглощает их. Теперь команда исследователей разработала новое оптическое устройство, имеющее интригующее сходство с обоими этими неуловимыми космическими явлениями.
|
|
|
|
Устройство, о котором сообщается в журнале Advanced Photonics, функционирует как оптическая черная дыра или оптическая белая дыра и основано на принципе, известном как "когерентное совершенное поглощение" световых волн. В зависимости от поляризации это оптическое устройство может либо поглощать, либо почти полностью отбрасывать свет, аналогично поведению гравитационной черной или белой дыры в космосе.
|
|
|
|
Устройство работает путем формирования стоячей волны из падающих световых волн, где взаимодействие с ультратонким поглотителем приводит к идеальному поглощению или пропусканию, основанному на поляризации света. Проще говоря, оно ведет себя как космический объект, который либо поглощает, либо отталкивает свет.
|
|
|
|
|
|
|
Старший автор-корреспондент Нина Вайдья, профессор Университета Саутгемптона (Великобритания), отмечает: "Небесные явления, особенно черные дыры, на протяжении многих поколений будоражили воображение людей и вызывали у них интерес к исследованиям. Аналоги — это способы доступа к физике, особенно для таких удаленных объектов, как черные дыры, поскольку математические основы и аспекты физических принципов удивительным образом повторяются в нескольких системах - от небесных явлений до устройств нано- и пикомасштаба.
|
|
|
|
"Мы вводим концепцию оптических черных и белых дыр, которые детерминированно поглощают почти весь свет одной поляризации, в то же время отбрасывая свет ортогональной поляризации. Это основано на нашей экспериментальной демонстрации совершенного широкополосного когерентного поглощения в компактных устройствах, обеспечиваемого пространственной когерентностью и интерференцией, в то время как чувствительность к поляризации определяется геометрической фазой интерферирующих лучей".
|
|
|
|
Эксперименты команды по проверке концепции демонстрируют, что это оптическое устройство манипулирует электромагнитными волнами таким образом, который отражает поведение гравитационных черных и белых дыр. Моделирование иллюстрирует отсутствие отражения от устройства для аналога черной дыры и образование стоячей волны из-за интерференции падающего и отраженного света для белой дыры.
|
|
|
|
Результаты проливают свет на интересные идеи и возможности манипулирования взаимодействиями света и вещества и могут найти широкое практическое применение.
|
|
|
|
Вайдья отмечает: "Наше оптическое устройство может быть использовано в качестве аналога для изучения физики этих далеких небесных явлений; или, действительно, для обеспечения практической основы для нескольких потенциальных применений, связанных с адаптацией электромагнитных волн и улучшением взаимодействия света и материи, таких как обнаружение, преобразование энергии, мультиспектральный камуфляж, стелс–технологии, и многое другое."
|
|
|
|
Источник
|
