بسته‌های موج فضازمان؛ خلق کلاس جدید لیزر که قوانین فیزیک را زیرسوال می‌برد

دانشمندان موفق به ایجاد کلاس جدیدی از پرتو لیزر شده‌اند که ظاهرا قوانین فیزیک نور را نقض می‌کند. این کلاس جدید که «بسته‌های موج فضازمان» نام دارد، از قوانین متفاوت شکست نور پیروی می‌کند و می‌تواند منجر به ایجاد فناوری‌های ارتباطی جدید شود.

نور با سرعت‌های متفاوتی از میان مواد مختلف عبور می‌کند و سرعت آن در مواد متراکم، کم می‌شود. این یک پدیده است که در یک آزمایش ساده نیز می‌توان آن را مشاهده کرد: اگر یک قاشق را درون یک لیوان آب قرار دهید، قاشق از سطح آب به صورت شکسته نشان داده می‌شود که دلیل آن، سرعت کمتر نور در آب نسبت به هوا است و پرتوهای نور با ورود به آب خم می‌شوند. چنین پدیده‌ای به «قانون اسنل» معروف است.

اخیرا دانشمندان موفق به خلق کلاس جدیدی از لیزر شده‌اند که از قوانین پایه فیزیک نور پیروی نمی‌کند که علاوه بر قانون اسنل، شامل «اصل فرما» نیز می‌شود. این اصل بیان می‌کند که نور همیشه کوتاهترین مسیر ممکن را انتخاب می‌کند. «ایمان ابورادی»، محقق اصلی این مقاله اعلام کرده:

«بسته‌ موج فضازمان را می‌توان به گونه‌ای مرتب کرد که به روش معمول رفتار کند و سرعت آن تغییر نکند یا اینکه سرعت آن در مواد متراکم‌تر افزایش پیدا کند. بدین ترتیب، این پالس‌های نور می‌توانند به صورت همزمان به نقاط مختلفی در فضا برسند.»

چنین دستاوردی تاثیر زیادی در فناوری‌های ارتباطی نور خواهد داشت. تیم این پژوهش از هواپیمای ارسال‌کننده پیام‌های رمزگذاری شده به دو زیردریایی در عمق یکسان اما فاصله متفاوت استفاده کرده است. در حالت عادی پیام به زیردریایی نزدیکتر، زودتر می‌رسد اما با بسته‌های موج فضازمان، پالس‌ها به صورت همزمان به هردو زیردریایی می‌رسند.

در حالی که چنین پدیده‌ای می‌تواند به معنای نقض برخی قوانین اصلی و پایه فیزیک باشد، تیم این مقاله عنوان کرده که این کلاس از لیزر همچنان از «نسبیت خاص» پیروی می‌کند. علت چنین کاری، عدم دستکاری نوسانات امواج نوری است و این تیم بجای چنین کاری، سرعت پالس‌های نوری را کنترل کرده‌اند.

پژوهشگران برای دستیابی به هدف خود، از دستگاهی به نام «مدولاتور فضایی نوری» استفاده کردند که انرژی هر پالس نوری برای درهم تنیدن خواص آن در فضا و زمان، دوباره سازماندهی می‌کند. این مقاله در ژورنال «Nature Photonics» به چاپ رسیده است.

malltina بلیط هواپیما

مطالب مرتبط

قوی‌ترین میدان مغناطیسی جهان توسط ستاره‌ شناسان کشف شد

ستاره شناسان با بررسی سیگنال‌های پرتو ایکس یک ستاره نوترونی، قوی ترین میدان مغناطیسی شناخته شده جهان را کشف کردند. میدان مغناطیسی این ستاره نوترونی ده‌ها میلیون برابر قوی تر از هر میدان مغناطیسی است که تاکنون در آزمایشگاه‌های زمین ایجاد شده است.ستاره نوترونی با نام «GR J1008-57»، متعلق به مجموعه‌ای خاص بوده و در... ادامه مطلب

دانشمندان از طریق شبیه‌سازی ظاهر ماده تاریک را به تصویر کشیدند

سوالات زیادی درباره ماده تاریک وجود دارد و دانشمندان پژوهش‌های زیادی پیرامون آن انجام می‌دهند. محققان اخیرا موفق به شبیه‌سازی ماده تاریک با جزئیات بسیار بالا شده‌اند.چگونه می‌توان ماده‌ای که قابل دیدن نیست را مطالعه کرد؟ این موضوع چالش بزرگی است که اخترشناسان برای مطالعه ماده تاریک با آن دست و پنجه نرم می‌کنند. در... ادامه مطلب

برخورددهنده هادرونی بزرگ سرن پس از دو سال خاموشی به کار افتاد

برخورددهنده هادرونی بزرگ پس از دو سال خاموش ماندن به خاطر تعمیرات و ارتقاء دوباره روشن خواهد شد تا به محققان در کشف اسرار علم فیزیک کمک کند. شتاب دهنده ذره‌ای جدید این برخورددهنده که Linac 4 نام دارد، در چند هفته اخیر آزمایش شده و پتانسیل تولید اشعه‌های بسیار پرقدرت را دارد.فعالیت‌های برخورددهنده هادرونی... ادامه مطلب

فیزیکدانان برای اولین بار تعامل میان کریستال‌های زمان را مشاهده کردند

دانشمندان به تحقیق پیرامون کریستال‌های زمان ادامه می‌دهند و حالا تیمی از محققان برای اولین بار شاهد تعامل میان دو کریستال زمان بوده‌اند.کریستال زمان فاز عجیبی از ماده محسوب می‌شود که تقارن انتقال زمان (TTS) را زیرپا می‌گذارد و تا چند سال پیش غیرممکن به نظر می‌رسید. کریستال‌های عادی با ساختار اتمی بسیار منظم خود... ادامه مطلب

مونتاژ بزرگترین رآکتور همجوشی هسته‌ای جهان آغاز شد؛ شبیه‌سازی خورشید در فرانسه

از چندین دهه پیش دانشمندان در حال پژوهش پیرامون رآکتور همجوشی هسته‌ای هستند و حالا فرایند ساخت بزرگترین نمونه آن آغاز شده و تا سال ۲۰۲۵ به پایان می‌رسد.این رآکتور هسته‌ای با نام «ITER» یا «رآکتور گرماهسته‌ای آزمایشی بین‌المللی» از سال ۱۹۸۵ در حال توسعه است و یکی از جاه‌طلبانه‌ترین پروژه‌های حوزه انرژی در تاریخ... ادامه مطلب

ساخت نازکترین آینه جهان که ۱۰۰۰ برابر از مو باریکتر است

فیزیکدانان موفق به مهندسی نازکترین آینه جهان با یک لایه با صدها اتم شده‌اند که ضخامت آن بسیار کمتر از موی انسان است اما بازتاب نور بالایی دارد.فیزیکدانان در «موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک» (MPQ) به چنین موفقیتی دست پیدا کرده‌اند و مقاله آن در ژورنال «Nature» به چاپ رسیده است. برای ساخت این آینه... ادامه مطلب

نظرات ۲

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟