Fysiker har redan lyckats demonstrera accelerationen av ljusstrålar på platta ytor, där accelerationen fick strålarna att följa böjda banor. Men det nya experimentet pressade gränserna för vad som kan visas i laboratoriet. Fysiker var de första som demonstrerade accelerationen av en ljusstråle i det böjda utrymmet. I stället för att röra sig längs en geodesisk väg (den kortaste vägen på en krökt yta) avledes strålen från banan på grund av acceleration.
Studien, som publicerades i tidskriften Physical Review X, “öppnar dörren till ett nytt område för accelererad strålforskning. Fram till nu har strålningens acceleration endast studerats i ett medium med platt geometri, såsom platt fritt utrymme eller i vågledare. I detta dokument följde de optiska strålarna böjda banor i ett krökt medium, säger Anatoly Patsik, en fysiker vid Israel Institute of Technology.
Det framgångsrika experimentet, utfört av fysiker vid Israel Institute of Technology, Harvard University och Harvard-Smithsonian Astrophysical Center, kommer att öka forskningspotentialen för ytterligare laboratorieforskning om fenomen som gravitationslinser. Genom att utföra sådana experiment i laboratoriet kommer forskare att kunna studera de fenomen som förutsägs av Einsteins teori om allmän relativitet under noggrant kontrollerade förhållanden.
Först accelererade forskarna en laserstråle genom att studsa den från en rumslig ljusmodulator utformad för att modulera amplitud, fas eller polarisering av ljusvågor. Strålens studs från denna enhet förtrycker en specifik vågfront på strålen, som accelererar samtidigt som den bibehåller sin form. Forskarna riktade sedan en accelererad laser på insidan av en glödlampa, som målades för att sprida ljuset och göra det synligt för forskare.
Forskare observerade att strålen avledde banan från den geodetiska linjen för att flytta in i lampan. Genom att jämföra denna rörelse med en stråle som inte accelererade, fann de att när det inte fanns någon acceleration, skulle strålen följa en linje.
Denna forskning kan vara utgångspunkten för framtida forskning om fenomen som faller under Einsteins allmänna relativitetsteori. Patsik uttalade att”Einsteins ekvationer av generell relativitet bestämmer bland annat utvecklingen av elektromagnetiska vågor i det böjda rymden. Det visar sig att utvecklingen av elektromagnetiska vågor i det böjda rymden enligt Einsteins ekvationer motsvarar utbredningen av elektromagnetiska vågor i en materialmiljö, beskrivet av elektrisk och magnetisk känslighet, som kan förändras i rymden."
Detta experiment bör driva utvecklingen av forskning om ämnet gravitationslinsning och Einsteinringar, gravitationsblått eller rödskift och mycket mer. I framtiden planerar forskare att studera om plasmastrålar (i vilka plasma svänger i stället för ljus) också kan accelerera i det böjda utrymmet.
Ilya Khel
Kampanjvideo:
