Ученые из Ирландии открыли необычную форму света, пошатнувшую фундаментальные представления физиков о природе света


Ранее считалось, что это невозможно, но физики Ирландии доказали обратное.

 

Ученые из Ирландии открыли крайне необычную форму света, угловая скорость которой может меняться с шагом, вполовину меньшим минимально допустимых значений, диктуемых постоянной Планка. Можно было бы посчитать открытие незначительным, но оно пошатнуло фундаментальные представления физиков о природе света, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

 

Ученые из Ирландии открыли необычную форму света, пошатнувшую фундаментальные представления физиков о природе света

 

«Нас давно интересовало то, как мы можем заставить свет вести себя как-то по другому, и как подобное нестандартное поведение можно использовать на пользу человечества. Наше открытие интересно тем, что мы смогли изменить то свойство света, которое всегда считали постоянной величиной», — заявил Пол Истхэм (Paul Eastham) из Тринити-колледжа в Дублине.

 

Фотоны (частицы света) являются одновременно и частицей, и волной. До настоящего времени физики считали, что угловая скорость света меняется не произвольным образом, а с определенным «шагом», который должен быть кратным постоянной Планка. Истхэм и его коллеги показали, что на самом деле это не так – угловая скорость движения света может меняться со значениями, кратными половине постоянной Планка. Они просчитали условия, при которых это может происходить, а затем реализовали идеи в эксперименте с реальными частицами света.

 

Эксперимент напоминает опыт, в ходе которого знаменитый ирландский физик Уильям Гамильтон в середине 19 века открыл, что свет, проходящий через так называемые двуосные кристаллы, превращается в набор из светлых и темных колец. Их существование продемонстрировало волновую часть природы света.

 

Используя подобный кристалл, особый прибор («q-пластина»), «закручивавший» свет, и набор лазеров и линз, авторы статьи смогли измерить то, как менялась угловая скорость фотонов с течением времени. Эти измерения помогли ученым доказать, что она может меняться не только на числа, кратные постоянной Планка, но и на значения, равные половине от нее.

 

«Свет всегда был одной из самых интересных тем в физике, и считался одной из наиболее понятных. Это открытие является прорывом в мире физики и науки в целом», — комментирует событие глава института CRANN (Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices) при Тринити-колледже Стефано Санвито.

 

Открытие говорит о том, что частицы света могут вести себя не только как бозоны, переносчики фундаментальных взаимодействий, но и как фермионы – особый класс частиц с полуцелым спином, к числу которых относятся электроны и прочие лептоны. Подобное поведение, как считают ученые, продиктовано тем, что в таких случаях фотоны ведут себя как объекты в двумерном, а не трехмерном пространстве.

 

Истхэм и его коллеги надеются, что открытие заставит других физиков приступить к изучению свойств фотонов в таком состоянии в ближайшее время. По их словам, уже сейчас можно предположить, что данное свойство частиц света можно использовать для разработки новых технологий передачи и шифрации данных.

 

 





Rambler's Top100