Létající světelná koule s proměnnými rychlostmi (viz střed paprsku). Fotografický kredit: Osaka University
Vědci z univerzity v Osace přesně a libovolně řídí rychlost letu světelných projektilů a nabízejí nové možnosti pro optické a fyzikální aplikace.
I když to zní jako něco ze sci-fi, ovládání rychlosti světla bylo pro fyziky dlouho výzvou. V nedávno zveřejněné studii v Fyzika komunikaceVědci z Osaka University vytvořili lehké koule s vysoce kontrolovatelnou rychlostí.
Podle principu relativity Alberta Einsteina je rychlost světla konstantní a nelze ji překročit; Je však možné řídit skupinovou rychlost optických pulzů.
V současné době nabízí časoprostorová vazba optických pulsů možnost ovládání skupinové rychlosti trojrozměrných optických vlnových difrakčních paketů bez difrakce, které jsou známé jako „světelné koule“, ve volném prostoru.
Ve své předchozí studii (Vědecké zprávy) tato skupina zjistila, že rychlost a zrychlení generovaných létajících Bessel-Gaussových (bez difrakce a disperze) světelných koulí lze ovládat pomocí deformace přední části impulsu optických impulzů a nezměněného fázového pole.
“Problém však je, že pouze určité formy pohybu, například superluminálního nebo subluminálního pro rychlost a zrychlení nebo zpomalení pro zrychlení, lze dosáhnout pomocí jediné propagační cesty,” vysvětluje odpovídající autor Zhaoyang Li.
V této nově vylepšené metodě lze pomocí kombinace deformovatelného zrcadla a prostorového modulátoru světla libovolně deformovat pulzní čelo optických pulsů, což má za následek světelné střely s libovolně proměnnými rychlostmi (a zrychleními) během jedné cesty šíření; např. subluminal následovaný superluminálem a / nebo zrychlením následovaným zpomalením.
“Tato nedifrakční světelná koule s téměř programovatelnými letovými rychlostmi může otevřít nové možnosti pro celou řadu aplikací, jako například B. Komunikace ve volném prostoru, bio-zobrazování, optická detekce a zpracování, zrychlení a manipulace s částicemi a generování záření, “říká Zhaoyang Li.
Odkaz: „Paket optických vln s téměř programovatelnými rychlostmi skupin“ autorů Zhaoyang Li a Junji Kawanaka, 13. listopadu 2020, komunikační fyzika.
DOI: 10.1038 / s42005-020-00481-4