Лазерный луч, закручивающийся вдоль поверхности сферы, по мнению авторов эксперимента может многое рассказать о поведении света вблизи массивных космических тел (фото Peschel et al.).
Ульф Пешель (Ulf Peschel) из университета Эрлангена-Нюрнберга (Universität Erlangen-Nürnberg), глава группы нелинейной оптики и нанофотоники (NONA), а также его коллеги решили исследовать распространение света в пространстве с положительной и отрицательной кривизной. А поскольку такое пространство в лаборатории создать нельзя, авторы опыта воспроизвели эффект подручными средствами.
В первом опыте учёные запустили лазерный луч в стеклянную сферу. Угол вхождения был подобран так, что поток многократно отражался от границы между стеклом и воздухом, формируя кольцо (видимое за счёт частичного выхода фотонов наружу). Исследователи наблюдали периодическую рефокусировку бегающего по кругу пучка и его распространение без дифракции. Пешель полагает, что опыт полезен как аналогия прохождения лучей рядом со звёздами и чёрными дырами.
Сложнее было смоделировать пространство с отрицательной кривизной. Физики создали гиперболическое тело вращения из алюминия, при помощи алмазных шлифовальных машин довели его поверхность до блеска, а затем покрыли тонким слоем масла. Посланный под нужным углом луч попал в масляную ловушку между воздухом и металлом, создав свечение в виде воронки. Далее впервые для таких условий учёные наблюдали интерференцию двух лучей.
Этот опыт интересен тем, что может представлять собой модель распространения света на космологических расстояниях. Ведь по некоторым гипотезам Вселенная представляет собой многомерную структуру сложной формы с участками пространства отрицательной кривизны.
 |
Ульф не первый раз ставит опыты с распространением лучей в необычных условиях. Внизу: человек с фонариком демонстрирует, как распространялся бы свет в пространстве с нулевой, положительной и отрицательной кривизной. На врезках, соответствующие лабораторные эксперименты (иллюстраци Peschel et al., NONA). |
Работа Пешеля и его коллег принята к публикации в Physical Review Letters.
Источник: New Scientist
