Fysikere har allerede lyktes med å demonstrere akselerasjonen av lysstråler på flate overflater, hvor akselerasjonen fikk strålene til å følge buede stier. Imidlertid presset det nye eksperimentet grensene for hva som kan vises i laboratoriet. Fysikere var de første som demonstrerte akselerasjonen av en lysstråle i det buede rommet. I stedet for å bevege seg langs en geodesisk bane (den korteste stien på en buet overflate), ble bjelken avbøyd fra banen på grunn av akselerasjon.
Studien, publisert i tidsskriftet Physical Review X, “åpner døren til et nytt felt innen akselerert stråleforskning. Til nå har akselerasjonen av stråler bare blitt studert i et medium med flat geometri, for eksempel flat ledig plass eller i bølgeledere. I denne artikkelen fulgte de optiske bjelkene buede stier i et buet medium, sier Anatoly Patsik, fysiker ved Israel Institute of Technology.
Det vellykkede eksperimentet, utført av fysikere ved Israel Institute of Technology, Harvard University og Harvard-Smithsonian Astrophysical Center, vil øke forskningspotensialet for videre laboratoriestudier av fenomener som gravitasjonslinser. Ved å utføre slike eksperimenter i laboratoriet, vil forskere kunne studere fenomenene som er forutsagt av Einsteins teori om generell relativitet under nøye kontrollerte forhold.
Først akselererte forskerne en laserstråle ved å sprette den av en romlig lysmodulator designet for å modulere amplituden, fasen eller polarisasjonen av lysbølger. Utstrålingen fra bjelken fra denne enheten trykker på en spesifikk bølgefront på bjelken, som akselererer mens den beholder sin form. Forskerne siktet deretter en akselerert laser på innsiden av en glødelampe, som ble malt for å spre lyset og gjøre det synlig for forskere.
Forskere observerte at bjelken avledet banen fra den geodetiske linjen når den beveget seg inne i lampen. Sammenlignet denne bevegelsen med en stråle som ikke akselererte, fant de ut at når det ikke var noen akselerasjon, ville strålen følge en linje.
Denne forskningen kan være utgangspunktet for fremtidig forskning på fenomener som faller inn under Einsteins generelle relativitetsteori. Patsik uttalte at “Einsteins ligninger av generell relativitet bestemmer blant annet utviklingen av elektromagnetiske bølger i det buede rommet. Det viser seg at utviklingen av elektromagnetiske bølger i buet rom i henhold til Einsteins ligninger tilsvarer forplantningen av elektromagnetiske bølger i et materielt miljø, beskrevet av elektrisk og magnetisk følsomhet, som kan endre seg i rommet."
Dette eksperimentet skal gi drivkraft til utvikling av forskning om temaet gravitasjonslinsing og Einsteinringer, gravitasjonsblått eller rødskift, og mye mer. I fremtiden planlegger forskere å undersøke om plasmastråler (der plasma svinger i stedet for lys) også kan akselerere i buet rom.
Ilya Khel
Salgsfremmende video:
