0
335
Газета Печатная версия

09.09.2025 17:30:00

Световые потоки в воронке времени

Создан метаматериал с гиромагнитной средой, в которой возможен поворот магнитного поля вокруг оси

Тэги: физика, свет, магниты


физика, свет, магниты Возможно, что спиралеобразное движение черных дыр перед их слиянием и приводит к генерации гравитационных волн. Иллюстрация Kandinsky 4.1

Физик и математик Исаак Ньютон в XVII веке сформулировал строгие законы механики и небесной механики в частности. Он имел свой особый взгляд на притяжение небесных тел друг к другу и их тяготение к более массивным звездам. Многие положения своей теории тяготения ученый изложил на бумаге в основополагающем труде «Математические начала натуральной философии» (так тогда называли естествознание). Тела, по мнению Ньютона, тяготеют прямо пропорционально своим массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между их центрами. Подобно шарам на бильярдном столе. При этом пространство и время абсолютны и простираются как бы на бесконечной 2D-плоскости.

Совсем по-другому мыслили ученые на рубеже XIX–XX веков, когда астрономы уже многое разглядели в устройстве небесных сфер, а математики мыслили в 3D-формате. Поэтому соотечественник Ньютона, оптический астроном Артур Эддингтон с легкостью воспринял идеи Альберта Эйнштейна, согласно которому пространство и время суть единое целое. Они образуют непрерывный континуум, и отнюдь не двумерный. В этом континууме массы разной величины «продавливают» себе ямки, тем самым искривляя «ткань» пространства-времени.

К тому же 3D-искривленности воздействуют даже на ход световых лучей, образуя гравитационные линзы. Реальность их и зафиксировал экспериментально в 1919 году Эддингтон во время затмения солнца в Бразилии. Ему удалось сфотографировать звезду, невидимую за нашим дневным светилом. Ее лучи отклонялись, проходя вблизи Солнца.

Эйнштейн предположил также, исходя из своих теоретических выкладок, что космические массы вовсе не притягиваются друг к другу, а «обмениваются» гравитационными волнами. Которые и были открыты через век после этого смелого предположения.

Первыми квантовыми устройствами, использующими когерентные состояния потока фотонов, стали мазер и лазер, то есть устройства, накачивающие микроволновое излучение и свет. Использование микролазеров в электронных компьютерах произвело революцию в записи информации на оптических дисках (CD). И это породило идеи о создании оптических компьютеров толщиной в лист бумаги. Дело в том, что лучи света не взаимодействуют друг с другом и веществом, тем самым не генерируя тепла. Именно выделение больших потоков тепла заставляет оснащать наши компьютеры вентиляторами. А первые квантовые компьютеры приходится «подвешивать» в специальных холодильниках.

Считается, что француз Рене Декарт заложил еще в XVII веке основы аналитической геометрии, позволившей ему говорить о равенстве углов падения и отражения света. Предшественник Ньютона – Декарт – писал о том, что движение небесных тел характеризуется вихревыми движениями. Возможно, что они объясняют спиралеобразное движение черных дыр перед их слиянием, приводящим к генерации гравитационных волн. Водные вихри-воронки на реке называют водоворотами, латинское же их имя vortex. Свет падет и отражается, но также и преломляется, как бы меняя форму ложки в стакане с водой и создавая изображение светил в рефракторе телескопа.

В последнее время много говорят о метаматериалах, представляющих собой поверхности с нанесенными на них наноструктурами разных размеров и форм. В гонконгском Университете науки и технологии получили метаматериал с гиромагнитной средой, в которой возможен поворот магнитного поля вокруг оси. (Для наглядности можно привести гироскоп и старое французское написание жиробуса – автобуса с вращающимся маховиком.)

В Гонконге авторы, используя фотонный кристалл граната с железо-иттриевой плоской решеткой (FeY), создали гиромагнит, подпитываемый энергией намагничивания расположенным снизу постоянным магнитом. Гиромагнит продемонстрировал необычные свойства рассеяния света, плоские волны которого при направлении под определенным углом образуют пространственно-временную воронку – vortex. Экспериментальная ее верификация доказала реальность экстремальных параметров нового метаматериала. Определены также топологические свойства материала.

Это обещает создание метаоптических устройств в виде, например, волноводов для более эффективных режимов распространения света в будущих оптических линиях передачи информации. Можно прогнозировать и создание принципиально новых так называемых хиральных лазеров. Хиральность – это отсутствие симметрии относительно правой и левой стороны чего-либо. Если, например, отражение объекта в идеальном плоском зеркале отличается от самого объекта, то говорят, что объекту присуща хиральность.  


Читайте также


Физики всерьез занимаются экспериментами по получению материи из вакуума

Физики всерьез занимаются экспериментами по получению материи из вакуума

Виталий Антропов

Лазерный луч рождает вселенные

0
760
Пять книг недели

Пять книг недели

0
2049
Внутри протона что-то шевелится

Внутри протона что-то шевелится

Виталий Антропов

Физики приблизились к тому, чтобы «распутать» феномен квантовой запутанности

0
33622
Высокие энергии начинаются с одного электрона

Высокие энергии начинаются с одного электрона

Максим Ухин

Физики предложили изменить путь к управляемой термоядерной реакции

0
10186

Другие новости