Вчені створили новий вид лазерного променя, який, мабуть, порушує давно існуючі закони фізики світла. Ці нові промені, які команда дослідників називає «хвильовими пакетами простору-часу», підпорядковуються іншим правилам заломлення, що може призвести до нових комунікаційних технологій.
Світло поширюється з різною швидкістю через різні середовища, сповільнюючись у більш щільних матеріалах. Це явище найкраще описати в рамках простого експерименту: якщо ви помістите ложку в склянку з водою, вона буде здаватися «зламаною» об поверхню води. Це пов'язано з тим, що світло проходить через воду повільніше, ніж через повітря, і світлові промені згинаються при вході у воду - явище, відоме як закон Снелліуса.
Але нові лазерні промені не підкоряються цьому основному закону світла. І це не тільки закон Снелліуса - команда стверджує, що вони також ігнорують принцип Ферма, згідно з яким світло завжди йде по найкоротшому шляху між двома точками.
«Цей новий клас лазерних променів має унікальні властивості, які не притаманні звичайним лазерним променям», - каже Айман Абурадді, головний автор дослідження.
"Хвилеві пакети простору-часу можна налаштувати так, щоб вони вели себе звичайним чином, щоб взагалі не змінювати швидкість або навіть аномально прискорюватися в більш щільних матеріалах. Таким чином, ці світлові імпульси можуть одночасно приходити в різні точки простору ".
Це має серйозні наслідки для технологій оптичного зв'язку. Вчені використовує приклад літака, що відправляє повідомлення, закодовані в світлі, двом підводним човнам на однаковій глибині, але на різних відстанях. Зазвичай повідомлення приходить до ближчого човна першим, але з пакетами просторово-часових хвиль імпульси можуть поширюватися і досягати обох одночасно.
Хоча може здатися, що ця технологія суперечить деяким ключовим законам фізики, вчені підкреслюють, що насправді вона все ще відповідає спеціальній теорії відносності.
Це тому, що вони не втручаються в самі коливання світлових хвиль - замість цього вони контролюють швидкості, з якими переміщуються піки світлових імпульсів. Це робиться за допомогою пристрою, званого просторовим модулятором світла, який реорганізує енергію кожного світлового імпульсу, щоб переплітати його властивості в просторі і часі.
«Заломлення простору-часу суперечить нашим очікуванням, заснованим на принципі Ферма, і пропонує нові можливості для формування світлового потоку та інших хвильових явищ», - кажуть вчені.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Photonics.
