“偽重力”：科學(xué)家用晶體彎曲光線，就像一個(gè)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(chǎng)一樣，正如愛因斯坦所描述的那樣。廣義相對(duì)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(gè)團(tuán)隊(duì)的說法，這一結(jié)果對(duì)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(huì)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(shí)，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(shí)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(duì)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(shí)空的類比，它們的結(jié)構(gòu)代表一條路徑。稱為測(cè)地線.當(dāng)光穿過其結(jié)構(gòu)時(shí)，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(duì)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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