Pertama kali 'menangkap' cahaya dalam masa maya

Ahli fizik di Universiti Maryland (AS) baru sahaja mencapai pencapaian saintifik yang tidak pernah berlaku sebelum ini: memerhati cahaya semasa ia bergerak dalam 'masa khayalan', konsep matematik yang kelihatan tidak nyata.

Memerhati pergerakan cahaya dalam kedua-dua ruang sebenar dan "masa maya" akan membuka banyak prospek untuk aplikasi praktikal dalam kehidupan manusia moden - Ilustrasi: NASA

Biasanya, apabila cahaya melalui bahan lutsinar, ia tidak bergerak secara bebas seperti dalam vakum. Rangkaian kompleks medan elektromagnet dalam bahan memperlahankan setiap foton, melambatkan perjalanan keseluruhan pancaran cahaya.

Fenomena ini membantu saintis memahami bagaimana cahaya berinteraksi dengan struktur mikro bahan, dengan itu meneroka sifat fizikalnya.

Dari maya kepada nyata

Sebahagian daripada model matematik yang menggambarkan fenomena ini sering menggunakan nombor yang dipanggil nombor khayalan. Nombor ini tidak mempunyai nilai sebenar dalam kehidupan seharian dan sering dianggap sebagai alat matematik semata-mata. Percubaan baharu telah menunjukkan bahawa nombor yang kelihatan hanya di atas kertas ini sebenarnya boleh nyata dalam fenomena fizikal yang boleh diukur sepenuhnya.

Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters , salah satu jurnal saintifik paling berprestij dalam bidang fizik, pasukan dua ahli fizik, Isabella Giovannelli dan Steven Anlage, berkata mereka menggunakan gelombang mikro, satu bentuk cahaya di luar julat yang boleh dilihat, dan menghantarnya melalui gelung tertutup kabel sepaksi. Peranti ini mensimulasikan persekitaran terkawal untuk mengkaji penyebaran denyutan cahaya melalui bahan.

Dengan mengukur turun naik frekuensi kecil gelombang mikro semasa mereka melalui sistem, mereka mendapati bahawa anjakan frekuensi tidak rawak, tetapi merupakan manifestasi fizikal nombor khayalan dalam persamaan.

Ini menunjukkan bahawa konsep masa khayalan bukan sekadar fantasi matematik tetapi sebenarnya wujud dan memberi kesan kepada perambatan cahaya.

Dr Anlage berkata pasukannya telah menemui tahap kebebasan yang diabaikan sebelum ini dalam gelombang cahaya, membolehkan fenomena yang pernah dianggap "maya" dijelaskan oleh faktor sebenar sepenuhnya.

Hebatnya, denyutan cahaya dalam medium ini boleh bergerak sementara lebih cepat daripada foton yang membentuknya. Ini mungkin terdengar paradoks, tetapi ia adalah akibat logik pengaruh medium dan struktur gelombang.

Banyak prospek untuk aplikasi praktikal

Kejayaan eksperimen ini bukan sekadar satu langkah ke hadapan dalam bidang fizik teori. Pemerhatian cahaya dalam keadaan yang dipanggil "masa khayalan" juga membuka banyak prospek untuk aplikasi praktikal dalam kehidupan moden.

Memandangkan manusia lebih memahami bagaimana gelombang elektromagnet, daripada cahaya kepada gelombang mikro, bergerak dan berubah semasa ia melalui jirim, kita boleh mengoptimumkan banyak teknologi yang bergantung padanya.

Sebagai contoh, dalam bidang komunikasi tanpa wayar, pengetahuan baharu ini dapat membantu meningkatkan kelajuan dan ketepatan penghantaran isyarat. Dengan sistem radar dan sensor, ia boleh menyumbang kepada peningkatan sensitiviti dan mengurangkan gangguan, sekali gus meningkatkan kecekapan dalam bidang seperti penerbangan, ketenteraan dan automasi.

Terutamanya dalam dunia pengkomputeran kuantum yang sedang pesat membangun, di mana setiap interaksi bergantung pada kelakuan zarah mikroskopik seperti foton, pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana cahaya berkelakuan boleh menjadi kunci kepada mereka bentuk peranti pengkomputeran yang lebih berkuasa dan stabil pada masa hadapan.

Dalam erti kata lain, daripada fenomena yang pernah dianggap abstrak sepenuhnya, masa maya kini beransur-ansur menjadi bahagian berguna dalam dunia teknologi sebenar.

Kembali ke topik

MINH HAI

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