Ученые-физики вновь поставили под сомнение основополагающие принципы мироздания, продемонстрировав возможность управления скоростью света. При этом, фундаментальные положения современной науки не были нарушены, речь идет об управляемых импульсах электромагнитного излучения, которые также называют «световыми пулями».
Чжаоян Ли, известный поклонникам фантастики, провел удивительный эксперимент ( Zhaoyang Li) и Юнжи Каванака (Junji Kawanaka) ее результаты опубликовали в рецензируемом журнале Communications Physics. Каванака и Ли ранее в этом году продемонстрировали возможность контроля над скоростью световых импульсов, и теперь продолжили работу над этим достижением.
Для формирования световых импульсов применялась совокупность деформируемых зеркал, пространственного модулятора излучения и делителя луча. Импульсы, проходящие через эту установку, приобретают заданную форму, которая определяет скорость их различных участков в пространстве. Управляя таким образом световыми пулями, можно определять как их скорость, так и ускорение. Причем несколько импульсов излучения с различными параметрами могут распространяться по одному пути, не оказывая взаимного влияния.
Симуляция накладывает определенные ограничения на эксперимент. Несмотря на точность модели, пока не ясно, как ее наилучшим образом реализовать на практике. Возможно, потребуется длительный процесс подбора конкретных материалов для всех узлов установки и длины волны излучаемого света. Однако принципиальных препятствий для практической реализации впечатляющей концепции пока не выявлено.
Каванака и Ли не назвали конкретные сроки получения результатов их исследований, реализованных на физических моделях. Однако, принимая во внимание скорость работы японских ученых, существенные изменения, вероятно, произойдут в ближайшее время.
«Световые пули» — весьма интересный феномен, предсказанный в 1990 году и экспериментально подтвержденный спустя десятилетие. Он представляет интерес как для теоретической физики и оптики, так и для широкого спектра практических задач, таких как создание оптических интегральных схем и передача данных. При формировании световых пуль характеристики излучаемого импульса подбираются таким образом, чтобы обеспечивать его самофокусировку, что позволяет компенсировать рассеяние в среде. Одним из примечательных свойств такого пучка фотонов является его высокая устойчивость к изменениям формы (вектора распространения и длины волны), вызванным дисперсией и дифракцией.
Хотя скорость света является постоянной и фундаментальной величиной, она варьируется в зависимости от среды. Наиболее известной и неизменной является скорость света в вакууме. В воде и других прозрачных средах она ниже. Если фотоны начинают двигаться быстрее, возникают интересные физические явления, такие как черенковское излучение. В ходе симуляции японские ученые моделировали световые импульсы, чтобы определить, как их скорость влияет на состояние излучения при превышении, равенстве или снижении скорости света в среде. В результате были получены три возможных состояния импульса излучения.