Fizičari su već uspjeli demonstrirati ubrzanje svjetlosnih zraka na ravnim površinama, gdje je ubrzanje uzrokovalo da zrake slijede zakrivljene staze. No, novi je eksperiment pomaknuo granice onoga što se može pokazati u laboratoriju. Fizičari su prvi pokazali ubrzanje snopa svjetlosti u zakrivljenom prostoru. Umjesto da se kreće geodetskom stazom (najkraća staza na zakrivljenoj površini), greda se zbog ubrzanja odbila od putanje.
Studija, objavljena u časopisu Physical Review X, „otvara vrata novom području ubrzanog istraživanja snopa. Do sada se ubrzanje zraka proučavalo samo u mediju s ravnom geometrijom, poput ravnog slobodnog prostora ili u valovodima. U ovom su radu optičke zrake slijedile zakrivljene staze u zakrivljenom mediju”, kaže Anatoly Patsik, fizičar s izraelskog Tehnološkog instituta.
Uspješan eksperiment, koji su izveli fizičari na Izraelskom tehnološkom institutu, Sveučilištu Harvard i Astrofizičkom centru Harvard-Smithsonian, povećat će istraživački potencijal za daljnja laboratorijska istraživanja fenomena poput gravitacijskog leća. Provodeći takve eksperimente u laboratoriju, znanstvenici će moći proučavati pojave koje je predviđala Einsteinova teorija opće relativnosti pod pažljivo kontroliranim uvjetima.
Prvo, znanstvenici su ubrzali laserski snop odbijajući ga s prostornog modulatora svjetlosti dizajniranog za modulaciju amplitude, faze ili polarizacije svjetlosnih valova. Odsjaj snopa ovog uređaja utiskuje specifičnu valovitu stranu grede koja se ubrzava zadržavajući svoj oblik. Znanstvenici su potom usmjerili ubrzani laser na unutrašnjost žarulje sa žarnom niti koja je bila slikana kako bi raspršila svjetlost i učinila to vidljivim istraživačima.
Znanstvenici su primijetili da se kretanje unutar svjetiljke odmaklo od geodetske crte. Uspoređujući ovo kretanje sa zrakom koja se ne ubrzava, otkrili su da će, kada nema ubrzanja, zraka slijediti liniju.
Ovo bi istraživanje moglo biti polazna točka za buduća istraživanja fenomena koji spadaju u Einsteinovu opću teoriju relativnosti. Patsik je izjavio da "Einsteinove jednadžbe opće relativnosti između ostalog određuju evoluciju elektromagnetskih valova u zakrivljenom prostoru. Ispada da je evolucija elektromagnetskih valova u zakrivljenom prostoru prema Einsteinovim jednadžbama ekvivalentna širenju elektromagnetskih valova u materijalnom okruženju, opisanom električnom i magnetskom osjetljivošću, koja se može promijeniti u prostoru."
Ovaj bi eksperiment trebao dati poticaj razvoju istraživanja na temu gravitacijskog leća i Einsteinovih prstenova, gravitacijskog plavog ili crvenog pomaka i mnogih drugih. U budućnosti znanstvenici planiraju proučiti mogu li se plazma snopovi (u kojima plazma oscilira umjesto svjetlosti) također ubrzavati u zakrivljenom prostoru.
Ilya Khel
Promotivni video: