Styring af lyskuglernes hastighed

Selvom det lyder som noget lige ud af science fiction, at kontrollere lysets hastighed har faktisk været en langvarig udfordring for fysikere. I en undersøgelse for nylig offentliggjort i Kommunikationsfysik , forskere fra Osaka University genererede lette kugler med meget kontrollerbare hastigheder.

Ifølge Albert Einsteins relativitetsprincip, lysets hastighed er konstant og kan ikke overskrides; imidlertid, det er muligt at styre gruppehastigheden af ​​optiske impulser.

I øjeblikket, den spatiotemporale kobling af optiske impulser giver mulighed for at kontrollere gruppehastigheden af ​​tredimensionelle ikke-diffraktions optiske bølgepakker, kendt som "lette kugler, "i fri plads.

I deres tidligere undersøgelse ( Videnskabelige rapporter ), denne gruppe fandt, at ved at deformere pulsfronten af ​​optiske pulser og holde fasefronten uændret, hastigheden og accelerationen af ​​de genererede flyvende Bessel-Gaussiske (diffraktions- og spredningsfri) lyskugler kan kontrolleres.

"Imidlertid, problemet er, at kun én bestemt bevægelsesform, for eksempel, superluminal eller subluminal for hastighed og accelererende eller decelererende for acceleration, kan opnås på en enkelt udbredelsesvej, " forklarer den tilsvarende forfatter Zhaoyang Li.

I denne nyligt forbedrede metode, ved at bruge kombinationen af ​​et deformerbart spejl og en rumlig lysmodulator, pulsfronten af ​​optiske pulser kan deformeres vilkårligt, hvilket resulterer i lette kugler med vilkårligt variable hastigheder (og accelerationer) under en enkelt udbredelsesvej; f.eks., subluminal efterfulgt af superluminal og/eller accelererende efterfulgt af deceleration.

"Denne ikke-diffraktion lette kugle med næsten programmerbare flyvehastigheder kan bringe nye muligheder inden for en bred vifte af applikationer, såsom frirumskommunikation, bio-billeddannelse, optisk detektion og behandling, partikelacceleration og manipulation, strålingsgenerering, blandt andre, " siger Zhaoyang Li.