Det er allerede lykkedes fysikere at demonstrere accelerationen af lysstråler på flade overflader, hvor accelerationen fik strålene til at følge buede stier. Imidlertid skubbede det nye eksperiment grænserne for hvad der kan vises i laboratoriet. Fysikere var de første til at demonstrere accelerationen af en lysstråle i det buede rum. I stedet for at bevæge sig langs en geodesisk sti (den korteste sti på en buet overflade) blev bjælken afbøjet fra stien på grund af acceleration.
Undersøgelsen, der er offentliggjort i tidsskriftet Physical Review X,”åbner døren til et nyt felt inden for fremskyndet stråleundersøgelse. Indtil nu er strålingernes acceleration kun undersøgt i et medium med flad geometri, såsom fladt frit rum eller i bølgeledere. I dette papir fulgte de optiske stråler buede stier i et krummet medium,”siger Anatoly Patsik, fysiker ved Israel Institute of Technology.
Det vellykkede eksperiment, der blev udført af fysikere ved Israel Institute of Technology, Harvard University og Harvard-Smithsonian Astrophysical Center, vil øge forskningspotentialet for yderligere laboratorieforskning på fænomener som gravitationslinsering. Ved at udføre sådanne eksperimenter i laboratoriet vil forskere være i stand til at studere de fænomener, der er forudsagt af Einsteins teori om generel relativitet under omhyggeligt kontrollerede forhold.
For det første fremskyndte forskerne en laserstråle ved at sprænge den fra en rumlig lysmodulator designet til at modulere amplitude, fase eller polarisering af lysbølger. Fra bjælken fra denne enhed er der en bestemt bølgefront på bjælken, der accelererer, mens dens form opretholdes. Forskerne sigtede derefter en accelereret laser på indersiden af en glødelampe, der blev malet for at sprede lyset og gøre det synligt for forskere.
Forskere observerede, at bjælken bevægede banen fra den geodetiske linje ved at bevæge sig inde i lampen. Ved at sammenligne denne bevægelse med en stråle, der ikke accelererede, fandt de, at når der ikke var nogen acceleration, ville strålen følge en linje.
Denne forskning kan være udgangspunktet for fremtidig forskning på fænomener, der falder ind under Einsteins generelle relativitetsteori. Patsik sagde, at”Einsteins ligninger af generel relativitet relativitet bestemmer blandt andet udviklingen af elektromagnetiske bølger i det buede rum. Det viser sig, at udviklingen af elektromagnetiske bølger i det buede rum i henhold til Einsteins ligninger svarer til udbredelsen af elektromagnetiske bølger i et materielt miljø, beskrevet af elektrisk og magnetisk modtagelighed, som kan ændre sig i rummet."
Dette eksperiment skulle give drivkraft til udviklingen af forskning om emnet gravitationslinsering og Einsteinringe, gravitationsblåt eller rødskift og meget mere. I fremtiden planlægger forskere at undersøge, om plasmastråler (hvor plasma svinger i stedet for lys) også kan accelerere i det buede rum.
Ilya Khel
Salgsfremmende video: