Ученые создали оптические волны с обращением времени

Физики представили новую методику, с помощью которой продемонстрировали обращение времени для оптических волн. Открытие поможет в области телекоммуникаций и биомедицинской визуализации.

Обращение времени в физике не означает путешествия «назад в будущее». Это свойство означает, что можно проследить движение волны по ее пути в обратном направлении, как если бы мы смотрели фильм в перемотке назад. Представим, что мы бросили в бассейн тяжелый предмет. При этом мы увидели бы всплеск воды и формирования волн на ее поверхности, которые бы со временем утихли. Теперь, если послать в бассейн обращенные во времени волны, они в конечном итоге суммируются и смогут сформировать всплеск, который мы наблюдали после падения тяжелого предмета в бассейн.

До сих пор такое обращение не удавалось наблюдать для электромагнитных волн видимого диапазона в трехмерном пространстве. Сделать это смогли ученые из Квинслендского университета и Nokia Bell Labs. Они создали устройство, которое позволяет контролировать движение света в пространстве с помощью оптоволокна.

Управлять светом и обращать его во времени крайне трудно, так как эти процессы с участием электромагнитных волн происходят в течение триллионных долей секунды.

Чтобы понять суть разработки, исследователи предлагают представить себе движение света через туман. В начале свет представляет собой сконцентрированный луч, но в тумане он начинает рассеиваться и доходит до нас именно в таком виде. Задача исследователей была в том, чтобы собрать весь рассеянный таким образом свет и восстановить его обратный путь, сфокусировав в одну точку.

Новая установка позволила впервые обратить оптическую волну во времени. Такая способность управлять распространением света будет полезна для многих применений, начиная с визуализации и захвата объектов с помощью электромагнитных волн и заканчивая созданием очень интенсивных лазерных лучей.

Читайте также: