گرانش کاذب در بلورها مانند سیاه چاله ها می تواند نور را خم کند
به گزارش گروه هوش مصنوعی، دانشمندان ژاپنی موفق شده اند نور را طوری دستکاری کنند که گویی تحت تأثیر گرانش است.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، پژوهشگران ژاپنی با تحریف دقیق یک بلور یا کریستال فوتونی قادر به فراخوانی «گرانش کاذب» برای خم کردن یک پرتوی نور شدند که می تواند کاربردهای مفیدی در سیستم های اپتیک(نوری) داشته باشد.
یکی از خصوصیت های عجیب نظریه نسبیت عام اینشتین اینست که نور تحت تاثیر ساختار فضا-زمان قرار می گیرد که خود توسط گرانش منحرف می شود. بنابراین است که اجرام با جرم بسیار زیاد، مانند سیاه چاله ها یا کهکشان ها چنین تغییری بر نور وارد می کنند، مسیر آنرا خم می کنند و اجرام دور را بزرگ نمایی می کنند.
در مطالعات اخیر پیشبینی شد که میتوان این اثر را در بلورهای فوتونی تکرار کرد. این ساختارها برای کنترل نور در دستگاههای اپتیک و آزمایش ها استفاده می شوند و عموماً با چیدمان چندین ماده در الگوهای دوره ای ساخته می شوند. چیزی که نظریه پردازی شد این بود که اعوجاج در این بلورها می تواند امواج نور را به روشی بسیار شبیه به «همگرایی گرانشی» در مقیاس کیهانی منحرف کند. این پدیده «گرانش کاذب» نام گرفت.
همگرایی گرانشی هنگامی روی می دهد که نورِ یک چشمه درخشانِ بسیار دور مانند یک اختروش در مسیرش تا رصدگر از کنار جسم پرجرم دیگری مانند یک خوشه کهکشانی بگذرد و مسیرش خمیده شود. آنگاه جسم میانی «عدسی گرانشی» نامیده می شود. این پدیده یکی از پیشبینی های نظریه نسبیت عام اینشتین است.
برپایه نظریه نسبیت عام، جرم می تواند فضا-زمان را خمیده کند و در نتیجه یک میدان گرانشی بسازد که می تواند نور را منحرف کند. این پدیده را اولین بار آرتور ادینگتون در سال ۱۹۱۹ در جریان یک خورشیدگرفتگی آزمود که در آن نور ستاره ای که از نزدیک خورشید می گذشت کمی خم شده و در نتیجه مکان ظاهری ستاره کمی جابه جا شد.
با همگرایی گرانشی میتوان اطلاعاتی در رابطه با جسم میانی همچون جرم آن به دست آورد.
دانشمندان ژاپنی برای این مطالعه جدید، این ایده را در یک بلور فوتونی ساخته شده از سیلیکون آزمایش کردند. آنها این ساختار بلوری را دستکاری کردند، به صورتی که سلول های شبکه سطح آنرا که در اصل با فاصله ۲۰۰ میکرومتری از هم یکنواخت بودند، بیشتر از پیش تغییر شکل دادند. سپس یک لیزر با امواج نور در محدوده تراهرتز به این بلور تابیده شد.
این دستگاه دارای دو درگاه خروجی در طرف مقابل درگاه ورودی لیزر بود که یکی در بالا و دیگری در زیر ورودی قرار داشت. اگر گرانش کاذب کار نمی کرد، نور لیزر در یک خط مستقیم حرکت می کرد و از هیچ یک از درگاه ها خارج نمی شد، اما در بلورِ اعوجاج یافته، امواج نور با موفقیت به سمت درگاه پایین خم می شدند.
این تیم می گوید این تکنیک می تواند روش بسیار مفیدی برای دستکاری نور در سیستم های اپتیکی و سایر دستگاه ها باشد و می تواند به مطالعه فیزیک مرتبط کمک نماید.
پروفسور ماسایوکی فوجیتا یکی از نویسندگان این مطالعه اظهار داشت: این هدایت پرتوها در محدوده تراهرتز را میتوان در ارتباطات ۶G مهار کرد. از نظر آکادمیک، این یافته ها نشان می دهند که بلورهای فوتونی می توانند اثرات گرانشی را مهار کنند و مسیرهای جدیدی را در زمینه فیزیک گراویتون باز کنند.
گراویتون یک ذره بنیادی فرضی از نوع بوزون پیمانه ای در نظریه گرانش کوانتومی است. بنا بر این نظریه، این ذره حامل نیروی گرانش است. در صورت وجود گراویتون این ذره خود پادذره ی خود خواهد بود، یعنی گراویتون و آنتی گراویتون یک ذره خواهند بود.
این پژوهش در مجله Physical Review A انتشار یافته است.
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب