Azt hiszem a lenti cikknek és kutatásnak jelntős kihatásai lesznek fizikai világképünkre, ezért hoztam ide változatlan formában.
Annó nem kavart túl nagy port, de 2011-ben egy dán kutatócsoportnak már sikerült a fényhullámok terjedését megállítani, a nullára csökkentve sebességét egy speciális anyagban (Einstein-Bose-Kondenzátum). Jelen kutatás egy újabb lépés a fény és a téridő fizikai megértése felé.
forrás: https://www.ucf.edu/news/ucf-developed-new-class-of-laser-beam-doesnt-follow-normal-laws-of-refraction/
Téridő hullámcsomagok
A Közép-Floridai Egyetem kutatói új típusú lézernyalábot fejlesztettek ki, amely nem követi a fény refrakciójának és utazásának régóta tartott elveit. A Nature Photonics-ban a közelmúltban közzétett eredmények óriási következményekkel járhatnak az optikai kommunikációra és a lézer technológiákra.
"A lézernyalábok ezen új osztályának olyan egyedi tulajdonságai vannak, amelyeken nem osztoznak a szokásos lézersugarakkal" - mondja Ayman Abouraddy, az UCF Optikai és Fotonikai Főiskola professzora és a tanulmány fő kutatója.
A sugarakat "téridő-hullámcsomagok"-nak nevezték el, eltérő szabályokat követnek, amikor fénytörést szenvednek el, vagyis amikor áthaladnak a különböző anyagokon. Általában a fény lelassul, amikor egy ritkább anyagból sűrűbb anyagba ér. "Ezzel szemben a téridő hullámcsomagok úgy rendezhetők el, hogy a szokásos módon viselkedjenek, hogy a sebességet egyáltalán ne változtassák meg, vagy akár sűrűbb anyagokban szokatlanul gyorsuljanak fel" - mondja Abouraddy. "Mint ilyenek, ezek a fényimpulzusok egyszerre érkezhetnek a tér különböző pontjaira."
"Gondolj arra, hogy a vízben feltöltött üveg belsejében egy kanál összetörtnek tűnik azon a ponton, ahol a víz és a levegő találkozik" - mondja Abouraddy. „A levegőben lévő fénysebesség eltér a vízben lévő fénysebességtől. Így tehát a fénysugarak meghajolnak, miután átlépik a levegő és a víz közötti felületet, és így a kanál látszólag meghajlik. Ez egy jól ismert jelenség, amelyet a Snell (Snellius) törvény ír le."
Noha a Snell törvény továbbra is alkalmazandó, az impulzussebesség változása már nem alkalmazható az új lézernyalábokra - mondja Abouraddy. Ezek a képességek ellentétesek a Fermat-elvvel, amely szerint a fény mindig oly módon halad, hogy a legrövidebb utat járja meg.
"Azt találtuk, nem számít mennyire eltérőek az anyagok amelyeken a fény áthalad, mindig létezik egy téidő-hullámcsomag, amely átjuthat a két anyag határán anélkül, hogy megváltozna annak sebessége." - mondja Abouraddy. "Tehát, függetlenül a közeg tulajdonságaitól, átlép a felületen és folytatja útját, mintha a közeghatár ott se lett volna."
A kommunikáció szempontjából ez azt jelenti, hogy az ezekben a csomagokban lévő üzenet sebességét már nem befolyásolja az eltérő sűrűségű, különböző típusú anyagokon való áthaladás.
"Ha egy repülőgépre gondol, amely két tengeralattjáróval próbál kommunikálni ugyanabban a mélységben, de az egyik messzebb van, a másik pedig közelebb, akkor a távolabbi hosszabb késleltetést szenved, mint a közelben lévő" - mondja Abouraddy. „Megtaláltuk a módját, hogy tudjuk biztosítani, hogy az impulzusok úgy terjedjenek, hogy egyszerre érkezzenek a két tengeralattjáróhoz. Valójában most az impulzust küldő személynek nem is kell tudnia, hogy hol van a tengeralattjáró, mindaddig, amíg ugyanabban a mélységben vannak. Mindegyik tengeralattjáró egyidejűleg kapja meg az impulzust, így vakon szinkronizálhatja őket anélkül, hogy tudná, hol vannak."
Az Abouraddy kutatócsoportja a téridő-hullámcsomagokat egy térbeli fénymodulátorként ismert eszköz segítségével hozta létre, a fényimpulzus energiájának átszervezésével, hogy annak térbeli és időbeli tulajdonságai együtt jelenjenek meg. Ez lehetővé teszi számukra, hogy kontrollálják a fényimpulzusok „csoportsebességét”, amely nagyjából az a sebesség, amellyel az impulzus csúcsa halad. A korábbi munkák megmutatták, hogy a csapat képes az téridő hullámcsomagok csoportsebességének ellenőrzésére, beleértve az optikai anyagokat is. A jelen tanulmány erre a munkára épül, és megállapította, hogy a különféle közegeken keresztül képesek a téridő hullámcsomagok sebességét is irányítani. Ez semmiképpen sem ellentétes a speciális relativitáselmélettel, mivel inkább az impulzuscsúcs terjedésére vonatkozik, mint a fényhullám folytonos (harmonikus) rezgésére.
"Ez az új terület, amelyet fejlesztünk, egy új koncepció a fénysugarak számára" - mondja Abouraddy. „Ennek eredményeként minden, amit ezen gerendák felhasználásával vizsgálunk, új viselkedést mutat. Valamennyi viselkedés, amelyet a fényről tudunk, hallgatólagosan azt feltételezi, hogy a fény tulajdonságai térben és időben elválaszthatók. Minden, amit az optikában tudunk, erre épül. De ez csak egy előfelvetés, hogy ez a dolgok természetes állapota. Most, megtörve ezt a feltételezést, egészen új viselkedést tapasztalunk. "
A tanulmány társszerzői: Basanta Bhaduri, a fő szerző és az UCF Optikai és Fotonikai Főiskola, most a kaliforniai Bruker Nano Surface kollégium vezető kutatója és Murat Yessenov, az egyetemi doktorjelölt. Bhaduri érdeklődést mutatott az Abouraddy kutatása iránt, miután elolvasta azokat a folyóiratokban, mint például az Optika Express és a Nature Photonics, és 2018-ban csatlakozott a professzor kutatócsoportjához. A tanulmányhoz segített a koncepció kidolgozásában, a kísérletek megtervezésében, valamint a mérések elvégzésében. és elemezte az adatokat. A tanulmány eredményei sok szempontból fontosak, ideértve az új kutatási lehetőségeket is.
"A tér-idő refrakció megcáfolja a Fermat elvéből eredő elvárásainkat, és új lehetőségeket kínál a fény és más hullámjelenségek létrehozásához" - mondja Bhaduri.
Kapcsolódó ismeretterjesztő cikkek:
https://www.nature.com/articles/s41566-020-0645-6
https://ujvilagtudat.blogspot.com/2020/08/egy-olyan-uj-lezersugarat-fejlesztettek.html
forrás: https://www.ucf.edu/news/ucf-developed-new-class-of-laser-beam-doesnt-follow-normal-laws-of-refraction/
Annó nem kavart túl nagy port, de 2011-ben egy dán kutatócsoportnak már sikerült a fényhullámok terjedését megállítani, a nullára csökkentve sebességét egy speciális anyagban (Einstein-Bose-Kondenzátum). Jelen kutatás egy újabb lépés a fény és a téridő fizikai megértése felé.
forrás: https://www.ucf.edu/news/ucf-developed-new-class-of-laser-beam-doesnt-follow-normal-laws-of-refraction/
Téridő hullámcsomagok
A Közép-Floridai Egyetem kutatói új típusú lézernyalábot fejlesztettek ki, amely nem követi a fény refrakciójának és utazásának régóta tartott elveit. A Nature Photonics-ban a közelmúltban közzétett eredmények óriási következményekkel járhatnak az optikai kommunikációra és a lézer technológiákra.
"A lézernyalábok ezen új osztályának olyan egyedi tulajdonságai vannak, amelyeken nem osztoznak a szokásos lézersugarakkal" - mondja Ayman Abouraddy, az UCF Optikai és Fotonikai Főiskola professzora és a tanulmány fő kutatója.
A sugarakat "téridő-hullámcsomagok"-nak nevezték el, eltérő szabályokat követnek, amikor fénytörést szenvednek el, vagyis amikor áthaladnak a különböző anyagokon. Általában a fény lelassul, amikor egy ritkább anyagból sűrűbb anyagba ér. "Ezzel szemben a téridő hullámcsomagok úgy rendezhetők el, hogy a szokásos módon viselkedjenek, hogy a sebességet egyáltalán ne változtassák meg, vagy akár sűrűbb anyagokban szokatlanul gyorsuljanak fel" - mondja Abouraddy. "Mint ilyenek, ezek a fényimpulzusok egyszerre érkezhetnek a tér különböző pontjaira."
"Gondolj arra, hogy a vízben feltöltött üveg belsejében egy kanál összetörtnek tűnik azon a ponton, ahol a víz és a levegő találkozik" - mondja Abouraddy. „A levegőben lévő fénysebesség eltér a vízben lévő fénysebességtől. Így tehát a fénysugarak meghajolnak, miután átlépik a levegő és a víz közötti felületet, és így a kanál látszólag meghajlik. Ez egy jól ismert jelenség, amelyet a Snell (Snellius) törvény ír le."
Noha a Snell törvény továbbra is alkalmazandó, az impulzussebesség változása már nem alkalmazható az új lézernyalábokra - mondja Abouraddy. Ezek a képességek ellentétesek a Fermat-elvvel, amely szerint a fény mindig oly módon halad, hogy a legrövidebb utat járja meg.
"Azt találtuk, nem számít mennyire eltérőek az anyagok amelyeken a fény áthalad, mindig létezik egy téidő-hullámcsomag, amely átjuthat a két anyag határán anélkül, hogy megváltozna annak sebessége." - mondja Abouraddy. "Tehát, függetlenül a közeg tulajdonságaitól, átlép a felületen és folytatja útját, mintha a közeghatár ott se lett volna."
A kommunikáció szempontjából ez azt jelenti, hogy az ezekben a csomagokban lévő üzenet sebességét már nem befolyásolja az eltérő sűrűségű, különböző típusú anyagokon való áthaladás.
"Ha egy repülőgépre gondol, amely két tengeralattjáróval próbál kommunikálni ugyanabban a mélységben, de az egyik messzebb van, a másik pedig közelebb, akkor a távolabbi hosszabb késleltetést szenved, mint a közelben lévő" - mondja Abouraddy. „Megtaláltuk a módját, hogy tudjuk biztosítani, hogy az impulzusok úgy terjedjenek, hogy egyszerre érkezzenek a két tengeralattjáróhoz. Valójában most az impulzust küldő személynek nem is kell tudnia, hogy hol van a tengeralattjáró, mindaddig, amíg ugyanabban a mélységben vannak. Mindegyik tengeralattjáró egyidejűleg kapja meg az impulzust, így vakon szinkronizálhatja őket anélkül, hogy tudná, hol vannak."
Az Abouraddy kutatócsoportja a téridő-hullámcsomagokat egy térbeli fénymodulátorként ismert eszköz segítségével hozta létre, a fényimpulzus energiájának átszervezésével, hogy annak térbeli és időbeli tulajdonságai együtt jelenjenek meg. Ez lehetővé teszi számukra, hogy kontrollálják a fényimpulzusok „csoportsebességét”, amely nagyjából az a sebesség, amellyel az impulzus csúcsa halad. A korábbi munkák megmutatták, hogy a csapat képes az téridő hullámcsomagok csoportsebességének ellenőrzésére, beleértve az optikai anyagokat is. A jelen tanulmány erre a munkára épül, és megállapította, hogy a különféle közegeken keresztül képesek a téridő hullámcsomagok sebességét is irányítani. Ez semmiképpen sem ellentétes a speciális relativitáselmélettel, mivel inkább az impulzuscsúcs terjedésére vonatkozik, mint a fényhullám folytonos (harmonikus) rezgésére.
"Ez az új terület, amelyet fejlesztünk, egy új koncepció a fénysugarak számára" - mondja Abouraddy. „Ennek eredményeként minden, amit ezen gerendák felhasználásával vizsgálunk, új viselkedést mutat. Valamennyi viselkedés, amelyet a fényről tudunk, hallgatólagosan azt feltételezi, hogy a fény tulajdonságai térben és időben elválaszthatók. Minden, amit az optikában tudunk, erre épül. De ez csak egy előfelvetés, hogy ez a dolgok természetes állapota. Most, megtörve ezt a feltételezést, egészen új viselkedést tapasztalunk. "
A tanulmány társszerzői: Basanta Bhaduri, a fő szerző és az UCF Optikai és Fotonikai Főiskola, most a kaliforniai Bruker Nano Surface kollégium vezető kutatója és Murat Yessenov, az egyetemi doktorjelölt. Bhaduri érdeklődést mutatott az Abouraddy kutatása iránt, miután elolvasta azokat a folyóiratokban, mint például az Optika Express és a Nature Photonics, és 2018-ban csatlakozott a professzor kutatócsoportjához. A tanulmányhoz segített a koncepció kidolgozásában, a kísérletek megtervezésében, valamint a mérések elvégzésében. és elemezte az adatokat. A tanulmány eredményei sok szempontból fontosak, ideértve az új kutatási lehetőségeket is.
"A tér-idő refrakció megcáfolja a Fermat elvéből eredő elvárásainkat, és új lehetőségeket kínál a fény és más hullámjelenségek létrehozásához" - mondja Bhaduri.
Kapcsolódó ismeretterjesztő cikkek:
https://www.nature.com/articles/s41566-020-0645-6
https://ujvilagtudat.blogspot.com/2020/08/egy-olyan-uj-lezersugarat-fejlesztettek.html
forrás: https://www.ucf.edu/news/ucf-developed-new-class-of-laser-beam-doesnt-follow-normal-laws-of-refraction/