Вперше «зафіксовано» світло у віртуальному часі

Фізики з Університету Меріленду (США) щойно досягли безпрецедентної наукової віхи: спостерігали світло, яке рухається в «уявному часі», математична концепція, яка здається нереальною.

Спостереження за рухом світла як у реальному просторі, так і у «віртуальному часі» відкриє багато перспектив для практичного застосування в сучасному житті людини – Ілюстрація: NASA

Зазвичай, коли світло проходить крізь прозорий матеріал, воно поширюється не так вільно, як у вакуумі. Складна мережа електромагнітних полів усередині матеріалу уповільнює кожен фотон, затримуючи шлях усього променя світла.

Це явище допомагає вченим зрозуміти, як світло взаємодіє з мікроструктурою матеріалів, тим самим досліджуючи їх фізичні властивості.

Від віртуального до реального

Частина математичних моделей, що описують це явище, часто використовує числа, які називаються уявними числами. Ці числа не мають реального значення в повсякденному житті та часто вважаються суто математичними інструментами. Новий експеримент показав, що ці, здавалося б, лише паперові числа насправді можуть проявлятися в повністю вимірних фізичних явищах.

У дослідженні, опублікованому в журналі Physical Review Letters , одному з найпрестижніших наукових журналів у галузі фізики, команда з двох фізиків, Ізабелли Джованеллі та Стівена Анлаге, заявила, що вони використовували мікрохвилі, форму світла поза видимим діапазоном, і передавали його через замкнутий контур коаксіального кабелю. Цей пристрій імітує контрольоване середовище для вивчення поширення світлових імпульсів через матеріали.

Вимірюючи крихітні коливання частоти мікрохвиль під час їх проходження через систему, вони виявили, що зрушення частоти не були випадковими, а були фізичним проявом уявних чисел у рівнянні.

Це показує, що концепція уявного часу не є просто математичною фантазією, а реально існує та впливає на поширення світла.

Доктор Анлаге сказав, що його команда виявила раніше недооцінений ступінь свободи у світлових хвилях, що дозволяє пояснити явище, яке колись вважалося «віртуальним», цілком реальними факторами.

Примітно, що світлові імпульси в цьому середовищі можуть тимчасово рухатися швидше, ніж фотони, з яких вони складаються. Це може звучати парадоксально, але це логічний наслідок впливу середовища та хвильової структури.

Багато перспектив для практичного застосування

Успіх цього експерименту — це не просто крок вперед у галузі теоретичної фізики. Спостереження світла в стані, який називається «уявним часом», також відкриває багато перспектив для практичного застосування в сучасному житті.

Оскільки люди краще розуміють, як електромагнітні хвилі, від світла до мікрохвиль, рухаються та змінюються, проходячи крізь матерію, ми можемо оптимізувати багато технологій, які від них залежать.

Наприклад, у сфері бездротового зв'язку ці нові знання можуть допомогти покращити швидкість і точність передачі сигналів. За допомогою радіолокаційних і сенсорних систем це може сприяти підвищенню чутливості та зменшенню перешкод, тим самим підвищуючи ефективність у таких галузях, як авіація, військова справа та автоматизація.

Особливо у світі квантових обчислень, що розвивається, де кожна взаємодія залежить від поведінки мікроскопічних частинок, таких як фотони, глибше розуміння поведінки світла може бути ключем до розробки потужніших та стабільніших обчислювальних пристроїв у майбутньому.

Іншими словами, з явища, яке колись вважалося абсолютно абстрактним, віртуальний час тепер поступово стає корисною частиною реального технологічного світу.

Повернутися до теми

МІНЬ ХАЙ

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