A fizikusoknak már sikerült bebizonyítaniuk a fénysugarak gyorsulását sík felületeken, ahol a gyorsulás miatt a sugarak görbe ösvényeket követtek. Az új kísérlet azonban meghúzta annak határait, amit meg lehet mutatni a laboratóriumban. A fizikusok voltak az elsők, akik megmutatták egy fénysugár gyorsulását ívelt térben. A geodéziai út mentén (a legrövidebb út egy íves felületen) való mozgás helyett a gerendát a gyorsulás miatt eltérítették az útjáról.
A Physical Review X folyóiratban közzétett tanulmány „megnyitja a kaput a gyorsított sugárzás kutatásának új területéhez. A sugárzás gyorsulását eddig csak sík geometriájú közegben, például sík szabad térben vagy hullámvezetőkben vizsgálták. Ebben a cikkben az optikai sugarak ívelt közegben haladtak az íveken,”- mondja Anatoly Patsik, az Izrael Technológiai Intézet fizikusa.
A sikeres kísérlet, amelyet a Izrael Technológiai Intézet, a Harvard Egyetem és a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ fizikusai végeznek, növeli a jelenségek, például a gravitációs lencsék további laboratóriumi vizsgálatainak potenciálját. Ilyen kísérletek elvégzésével a laboratóriumban a tudósok gondosan ellenőrzött körülmények között képesek lesznek tanulmányozni az Einstein általános relativitáselméleti elmélete által előre jelzett jelenségeket.
Először a tudósok felgyorsították a lézernyalábot egy olyan térbeli fénymodulátorról való lepattanással, amely a fényhullámok amplitúdójának, fázisának vagy polarizációjának modulálására szolgál. Az ennek a készüléknek a fényszórása egy meghatározott hullámfrontot nyomtat a gerendára, amely felgyorsul, miközben megőrzi alakját. A tudósok ezután egy gyorsított lézert céloztak meg egy izzólámpa belsejében, amelyet úgy festettek, hogy szétszórja a fényt, és láthatóvá tegye a kutatók számára.
A tudósok megfigyelték, hogy a lámpa belsejében mozogva a sugár elmozdította a pályát a geodéziai vonaltól. Összehasonlítva ezt a mozgást egy olyan sugárral, amely nem gyorsult, rájöttek, hogy ha nincs gyorsulás, a sugár egy vonalt követ.
Ez a kutatás kiindulási pont lehet az Einstein általános relativitáselméletébe tartozó jelenségek jövőbeli kutatásának. Patsik kijelentette: „Einstein általános relativitáselméleti egyenletei többek között meghatározzák az elektromágneses hullámok fejlődését az íves térben. Kiderült, hogy az elektromágneses hullámok evolúciója ívelt térben Einstein egyenletei szerint egyenértékű az elektromágneses hullámok terjedésével egy anyagi környezetben, amelyet elektromos és mágneses érzékenység ír le, amely megváltozhat a térben."
Ez a kísérlet lendületet adhat a gravitációs lencse és az Einstein gyűrűk, a gravitációs kék vagy a vöröseltolódás és még sok más témájának kutatásának fejlesztésére. A jövőben a tudósok azt tervezik, hogy megvizsgálják, hogy a plazmasugarak (amelyekben a plazma fény helyett oszcillálnak) felgyorsulhatnak-e is ívelt térben.
Ilya Khel
Promóciós videó: