اولین بار «به دام انداختن» نور در زمان مجازی

فیزیکدانان دانشگاه مریلند (ایالات متحده آمریکا) به تازگی به یک نقطه عطف علمی بی‌سابقه دست یافته‌اند: مشاهده نور در حین حرکت در «زمان موهومی»، مفهومی ریاضی که غیرواقعی به نظر می‌رسد.

مشاهده حرکت نور هم در فضای واقعی و هم در «زمان مجازی» چشم‌اندازهای بسیاری را برای کاربردهای عملی در زندگی مدرن انسان باز خواهد کرد - تصویر: ناسا

معمولاً وقتی نور از یک ماده شفاف عبور می‌کند، به اندازه خلاء آزادانه حرکت نمی‌کند. شبکه پیچیده میدان‌های الکترومغناطیسی درون ماده، سرعت هر فوتون را کاهش می‌دهد و سفر کل پرتو نور را به تأخیر می‌اندازد.

این پدیده به دانشمندان کمک می‌کند تا چگونگی برهمکنش نور با ریزساختار مواد را درک کنند و از این طریق خواص فیزیکی آن را بررسی کنند.

از مجازی تا واقعی

بخشی از مدل‌های ریاضی که این پدیده را توصیف می‌کنند، اغلب از اعدادی به نام اعداد موهومی استفاده می‌کنند. این اعداد هیچ ارزش واقعی در زندگی روزمره ندارند و اغلب ابزارهای صرفاً ریاضی در نظر گرفته می‌شوند. آزمایش جدید نشان داده است که این اعداد به ظاهر فقط روی کاغذ می‌توانند در پدیده‌های فیزیکی کاملاً قابل اندازه‌گیری ظاهر شوند.

در مطالعه‌ای که در مجله Physical Review Letters ، یکی از معتبرترین مجلات علمی در زمینه فیزیک، منتشر شد، تیمی متشکل از دو فیزیکدان، ایزابلا جیووانللی و استیون آنلاژ، اعلام کردند که از مایکروویو، نوعی نور خارج از محدوده مرئی، استفاده کرده و آن را از طریق یک حلقه بسته کابل کواکسیال منتقل کرده‌اند. این دستگاه یک محیط کنترل‌شده را شبیه‌سازی می‌کند تا انتشار پالس‌های نوری از طریق مواد را مطالعه کند.

با اندازه‌گیری نوسانات فرکانسی ریزموج‌ها هنگام عبور از سیستم، آنها کشف کردند که تغییرات فرکانسی تصادفی نیستند، بلکه نمود فیزیکی اعداد موهومی در معادله هستند.

این نشان می‌دهد که مفهوم زمان موهومی فقط یک خیال‌پردازی ریاضی نیست، بلکه واقعاً وجود دارد و بر انتشار نور تأثیر می‌گذارد.

دکتر آنلاج گفت تیمش درجه‌ای از آزادی را در امواج نور که قبلاً نادیده گرفته شده بود، کشف کرده است که به پدیده‌ای که زمانی "مجازی" تلقی می‌شد، اجازه می‌دهد با عوامل کاملاً واقعی توضیح داده شود.

نکته قابل توجه این است که پالس‌های نوری در این محیط می‌توانند موقتاً سریع‌تر از فوتون‌هایی که آنها را تشکیل می‌دهند حرکت کنند. این ممکن است متناقض به نظر برسد، اما نتیجه منطقی تأثیر محیط و ساختار موج است.

چشم‌اندازهای فراوان برای کاربردهای عملی

موفقیت این آزمایش صرفاً گامی رو به جلو در حوزه فیزیک نظری نیست. مشاهده نور در حالتی به نام «زمان موهومی» همچنین چشم‌اندازهای بسیاری را برای کاربردهای عملی در زندگی مدرن می‌گشاید.

همچنان که بشر درک بهتری از چگونگی حرکت و تغییر امواج الکترومغناطیسی، از نور گرفته تا مایکروویو، هنگام عبور از ماده پیدا می‌کند، می‌تواند بسیاری از فناوری‌های وابسته به آنها را بهینه کند.

برای مثال، در زمینه ارتباطات بی‌سیم، این دانش جدید می‌تواند به بهبود سرعت و دقت انتقال سیگنال کمک کند. در سیستم‌های رادار و حسگر، می‌تواند به افزایش حساسیت و کاهش تداخل کمک کند و در نتیجه کارایی را در زمینه‌هایی مانند هوانوردی، نظامی و اتوماسیون بهبود بخشد.

به ویژه در دنیای نوظهور محاسبات کوانتومی، که در آن هر تعاملی به رفتار ذرات میکروسکوپی مانند فوتون‌ها بستگی دارد، درک عمیق‌تر از چگونگی رفتار نور می‌تواند کلید طراحی دستگاه‌های محاسباتی قدرتمندتر و پایدارتر در آینده باشد.

به عبارت دیگر، زمان مجازی که زمانی کاملاً انتزاعی تلقی می‌شد، اکنون به تدریج در حال تبدیل شدن به بخشی مفید از دنیای واقعی فناوری است.

بازگشت به موضوع

مین های

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