Fizikiem jau ir izdevies demonstrēt gaismas staru paātrinājumu uz līdzenām virsmām, kur paātrinājums lika stariem sekot izliektiem ceļiem. Tomēr jaunais eksperiments novirzīja robežas tam, ko var parādīt laboratorijā. Fiziķi bija pirmie, kas demonstrēja gaismas stara paātrinājumu izliektā telpā. Tā vietā, lai pārvietotos pa ģeodēzisko ceļu (īsākais ceļš uz izliektas virsmas), paātrinājuma dēļ stars tika novirzīts no ceļa.
Pētījums, kas publicēts žurnālā Physical Review X, “paver durvis uz jaunu paātrinātu staru pētījumu lauku. Līdz šim staru paātrinājums tika pētīts tikai vidē ar plakanu ģeometriju, piemēram, plakanā brīvā telpā vai viļņvados. Šajā rakstā optiskās sijas izliektā vidē sekoja izliektiem ceļiem,”stāsta Anatolijs Patsiks, Izraēlas Tehnoloģiju institūta fiziķis.
Veiksmīgais eksperiments, ko veica Izraēlas Tehnoloģiju institūta, Hārvardas universitātes un Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra fiziķi, palielinās pētījumu potenciālu turpmākiem laboratorijas pētījumiem tādām parādībām kā gravitācijas objektīvi. Veicot šādus eksperimentus laboratorijā, zinātnieki varēs rūpīgi kontrolētos apstākļos izpētīt parādības, kuras paredz Einšteina vispārējās relativitātes teorija.
Pirmkārt, zinātnieki paātrināja lāzera staru, atlecot no telpiskā gaismas modulatora, kas paredzēts gaismas viļņu amplitūdas, fāzes vai polarizācijas modulēšanai. No šīs ierīces esošās gaismas atstarpe uz staru nospiež noteiktu viļņu fronti, kas paātrinās, saglabājot savu formu. Pēc tam zinātnieki mērķēja paātrinātu lāzeru kvēlspuldzes iekšpusē, kas tika krāsots, lai izkliedētu gaismu un padarītu to redzamu pētniekiem.
Zinātnieki novēroja, ka, virzoties luktura iekšpusē, stars novirzīja trajektoriju no ģeodēziskās līnijas. Salīdzinot šo kustību ar staru, kas nepaātrinājās, viņi secināja, ka tad, ja paātrinājuma nav, starojums sekos līnijai.
Šis pētījums varētu būt sākumpunkts nākotnes pētījumu parādībām, kas ietilpst Einšteina vispārējā relativitātes teorijā. Patsiks paziņoja, ka “Einšteina vispārējās relativitātes vienādojumi cita starpā nosaka elektromagnētisko viļņu attīstību izliektā telpā. Izrādās, ka elektromagnētisko viļņu evolūcija izliektā telpā pēc Einšteina vienādojumiem ir līdzvērtīga elektromagnētisko viļņu izplatībai materiālā vidē, ko raksturo elektriskā un magnētiskā uzņēmība, kas telpā var mainīties."
Šim eksperimentam vajadzētu dot impulsu pētījumu attīstīšanai par gravitācijas objektīvu un Einšteina gredzeniem, gravitācijas zilo vai sarkano nobīdi un vēl daudz ko citu. Nākotnē zinātnieki plāno izpētīt, vai plazmas sijas (kurās plazma svārstās gaismas vietā) var paātrināties arī izliektā telpā.
Iļja Khel
Reklāmas video: