תצפית על תנועת האור הן במרחב האמיתי והן ב"זמן וירטואלי" תפתח אפשרויות רבות ליישומים מעשיים בחיי האדם המודרניים - איור: נאס"א
בדרך כלל, כאשר אור עובר דרך חומר שקוף, הוא אינו נע בחופשיות כמו בוואקום. הרשת המורכבת של שדות אלקטרומגנטיים בתוך החומר מאטה כל פוטון, ומעכבת את מסע אלומת האור כולה.
תופעה זו עוזרת למדענים להבין כיצד אור מקיים אינטראקציה עם המיקרו-מבנה של חומרים, ובכך לחקור את תכונותיו הפיזיקליות.
מווירטואלי למציאותי
חלק מהמודלים המתמטיים המתארים תופעה זו משתמשים לעתים קרובות במספרים הנקראים מספרים דמיוניים. למספרים אלה אין ערך ממשי בחיי היומיום והם נחשבים לעתים קרובות לכלים מתמטיים גרידא. הניסוי החדש הראה שמספרים אלה, שנראים רק על הנייר, יכולים למעשה להתבטא בתופעות פיזיקליות מדידות לחלוטין.
במחקר שפורסם בכתב העת Physical Review Letters , אחד מכתבי העת המדעיים היוקרתיים ביותר בתחום הפיזיקה, צוות של שני פיזיקאים, איזבלה ג'ובאנלי וסטיבן אנלאגה, אמר כי הם השתמשו במיקרוגל, צורה של אור מחוץ לטווח הנראה, והעבירו אותו דרך לולאה סגורה של כבל קואקסיאלי. מכשיר זה מדמה סביבה מבוקרת כדי לחקור את התפשטות פעימות האור דרך חומרים.
על ידי מדידת תנודות התדר הזעירות של גלי המיקרוגל כשהם עברו דרך המערכת, הם גילו שתזוזות התדר לא היו אקראיות, אלא היו הביטוי הפיזי של מספרים דמיוניים במשוואה.
זה מראה שהמושג של זמן דמיוני אינו רק פנטזיה מתמטית אלא קיים בפועל ומשפיע על התפשטות האור.
ד"ר אנלאג' אמר כי צוותו גילה דרגת חופש בגלי אור, אשר בעבר התעלמה ממנה, מה שאפשר להסביר תופעה שנחשבה בעבר "וירטואלית", על ידי גורמים אמיתיים לחלוטין.
באופן מפתיע, פולסי אור בתווך זה יכולים באופן זמני לנוע מהר יותר מהפוטונים המרכיבים אותם. זה אולי נשמע פרדוקסלי, אבל זוהי תוצאה הגיונית של השפעת התווך ומבנה הגל.
אפשרויות רבות ליישומים מעשיים
הצלחת הניסוי הזה אינה רק צעד קדימה בתחום הפיזיקה התאורטית. התצפית על אור במצב הנקרא "זמן דמיוני" פותחת גם אפשרויות רבות ליישומים מעשיים בחיים המודרניים.
ככל שבני אדם יבינו טוב יותר כיצד גלים אלקטרומגנטיים, מאור ועד מיקרוגלים, נעים ומשתנים כשהם עוברים דרך חומר, נוכל לייעל רבות מהטכנולוגיות התלויות בהם.
לדוגמה, בתחום התקשורת האלחוטית, ידע חדש זה יכול לסייע בשיפור המהירות והדיוק של שידור אותות. בעזרת מערכות מכ"ם וחיישנים, הוא יכול לתרום להגברת הרגישות ולהפחתת הפרעות, ובכך לשפר את היעילות בתחומים כמו תעופה, צבא ואוטומציה.
במיוחד בעולם המתפתח של מחשוב קוונטי, שבו כל אינטראקציה תלויה בהתנהגותם של חלקיקים מיקרוסקופיים כמו פוטונים, הבנה מעמיקה יותר של התנהגות האור עשויה להיות המפתח לתכנון התקני מחשוב חזקים ויציבים יותר בעתיד.
במילים אחרות, מתופעה שנחשבה בעבר למופשטת לחלוטין, זמן וירטואלי הופך כעת בהדרגה לחלק שימושי מהעולם הטכנולוגי האמיתי.
מקור: https://tuoitre.vn/lan-dau-bat-duoc-anh-sang-trong-thoi-gian-ao-20250630214758668.htm
תגובה (0)