“偽重力”：科學(xué)家用晶體彎曲光線，就像一個微小的黑洞

物理學(xué)家扭曲了一種稱為光子晶體的材料，以轉(zhuǎn)移光的路徑，就像它穿過引力場一樣，正如愛因斯坦所描述的那樣。廣義相對論.

根據(jù)京都工業(yè)大學(xué)電子工程師Kanji Nanjyo領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊(duì)的說法，這一結(jié)果對光的控制有影響，特別是因?yàn)樗c光學(xué)和通信技術(shù)有關(guān)。

“我們著手探索光子晶體中的晶格畸變是否會產(chǎn)生贗重力效應(yīng)，”北村恭子教授解釋道來自東北大學(xué)。

“就像重力彎曲物體的軌跡一樣，我們想出了一種在某些材料中彎曲光線的方法。

從理論上講，任何有質(zhì)量的物體都應(yīng)該影響光的路徑。當(dāng)我們凝視宇宙時，我們可以看到這種影響，因?yàn)橄裥窍岛托窍祱F(tuán)這樣的巨大物體如此明顯地彎曲時空，以至于任何穿過它的光都變成了涂抹和扭曲.

隨著物體尺寸的縮小，重力的弱點(diǎn)變得越來越明顯，其翹曲效應(yīng)變得越來越難以觀察。

科學(xué)家們認(rèn)為，他們可能能夠在較小的范圍內(nèi)復(fù)制這種效果，使用光子晶體.這些是高度有序和重復(fù)的納米結(jié)構(gòu)，其中光的折射率周期性地變化，產(chǎn)生彩虹效果;自然界中的例子包括蛋白石,孔雀羽毛，以及閃閃發(fā)光的蝴蝶翅膀.

這些晶體相對容易通過排列兩種與光相互作用不同的不同材料來人工制造。科學(xué)家已經(jīng)注意到在此之前，晶體本身可以作為時空的類比，它們的結(jié)構(gòu)代表一條路徑。稱為測地線.當(dāng)光穿過其結(jié)構(gòu)時，其通常筆直的路徑可以偏離，就像光可以在空間中彎曲一樣，這是一種偽重力。

研究人員開始嘗試通過實(shí)驗(yàn)扭曲光子晶體來創(chuàng)造和操縱光子晶體偽引力。他們創(chuàng)造了硅光子晶體，并通過變形有序元素之間的間距來引入失真。

這改變了晶體與光相互作用的方式，產(chǎn)生了彎曲的光束 - 就像光圍繞微小的光線通過一樣。黑洞.

在實(shí)驗(yàn)中，他們將光束穿過晶體并觀察它如何以及在哪里出現(xiàn)，驗(yàn)證了團(tuán)隊(duì)的努力。這可能有助于研究重力 - 我們?nèi)匀挥羞@種現(xiàn)象不完全理解- 但也對技術(shù)發(fā)展有影響，該團(tuán)隊(duì)說。

“這種太赫茲范圍內(nèi)的平面內(nèi)波束控制可以在6G通信中使用，”物理學(xué)家藤田雅之說大阪大學(xué)。

“在學(xué)術(shù)上，研究結(jié)果表明，光子晶體可以利用引力效應(yīng)，在引力子物理學(xué)領(lǐng)域開辟新的途徑。

該研究已發(fā)表在物理回顧 A.

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