Первый опыт «захвата» света в виртуальном времени

Физики из Мэрилендского университета (США) только что достигли беспрецедентного научного рубежа: наблюдали движение света в «мнимом времени» — математическая концепция, которая кажется нереальной.

Наблюдение за движением света как в реальном пространстве, так и в «виртуальном времени» откроет множество перспектив для практического применения в современной жизни человека. Иллюстрация: NASA

Обычно, когда свет проходит через прозрачный материал, он распространяется не так свободно, как в вакууме. Сложная сеть электромагнитных полей внутри материала замедляет каждый фотон, задерживая весь путь светового луча.

Это явление помогает ученым понять, как свет взаимодействует с микроструктурой материалов, тем самым исследуя их физические свойства.

От виртуального к реальному

В некоторых математических моделях, описывающих это явление, часто используются числа, называемые мнимыми. Эти числа не имеют реальной ценности в повседневной жизни и часто считаются чисто математическими инструментами. Новый эксперимент демонстрирует, что эти, казалось бы, лишь на бумаге существующие числа могут на самом деле проявляться как полностью измеримые физические явления.

В исследовании, опубликованном в Physical Review Letters , одном из самых престижных научных журналов в области физики, группа физиков Изабеллы Джованнелли и Стивена Анлаге сообщила, что они использовали микроволны (вид света за пределами видимого диапазона) и передавали их по замкнутому контуру коаксиального кабеля. Это устройство имитирует контролируемую среду для изучения распространения световых импульсов через материалы.

Измеряя мельчайшие колебания частоты микроволн при их прохождении через систему, они обнаружили, что сдвиги частоты не были случайными, а являлись физическим проявлением мнимых чисел в уравнении.

Это показывает, что концепция мнимого времени — не просто математическая фантазия, а действительно существует и влияет на распространение света.

Доктор Анлаге сообщил, что его команда обнаружила ранее не замеченную степень свободы в световых волнах, что позволяет объяснить явление, которое когда-то считалось «виртуальным», с помощью совершенно реальных факторов.

Примечательно, что световые импульсы в этой среде могут временно двигаться быстрее фотонов, из которых они состоят. Это может показаться парадоксальным, но это логичное следствие влияния среды и волновой структуры.

Множество перспектив для практического применения

Успех этого эксперимента — не просто шаг вперёд в области теоретической физики. Наблюдение света в состоянии, называемом «мнимым временем», также открывает множество перспектив для практического применения в современной жизни.

По мере того, как люди лучше понимают, как электромагнитные волны — от света до микроволн — движутся и изменяются при прохождении через вещество, мы можем оптимизировать многие технологии, которые на них основаны.

Например, в области беспроводной связи эти новые знания могут помочь повысить скорость и точность передачи сигналов. В случае с радарами и сенсорными системами они могут способствовать повышению чувствительности и снижению помех, тем самым повышая эффективность в таких областях, как авиация, военное дело и автоматизация.

В частности, в развивающемся мире квантовых вычислений, где каждое взаимодействие зависит от поведения микроскопических частиц, таких как фотоны, более глубокое понимание того, как ведет себя свет, может стать ключом к разработке более мощных и стабильных вычислительных устройств в будущем.

Другими словами, из явления, когда-то считавшегося совершенно абстрактным, виртуальное время теперь постепенно становится полезной частью реального технологического мира.

Вернуться к теме

МИНЬ ХАЙ

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