Оптические волны с обращением времени

21.12.2020

Физики представили новую методику, с помощью которой продемонстрировали обращение времени для оптических волн. Открытие поможет в области телекоммуникаций и биомедицинской визуализации.

Обращение времени в физике не означает путешествия "назад в будущее". Это свойство означает, что можно проследить движение волны по ее пути в обратном направлении, как если бы мы смотрели фильм в перемотке назад. Представим, что мы бросили в бассейн тяжелый предмет. При этом мы увидели бы всплеск воды и формирования волн на ее поверхности, которые бы со временем утихли. Теперь, если послать в бассейн обращенные во времени волны, они в конечном итоге суммируются и смогут сформировать всплеск, который мы наблюдали после падения тяжелого предмета в бассейн.

До сих пор такое обращение не удавалось наблюдать для электромагнитных волн видимого диапазона в трехмерном пространстве. Сделать это смогли ученые из Квинслендского университета и Nokia Bell Labs. Они создали устройство, которое позволяет контролировать движение света в пространстве с помощью оптоволокна.

Управлять светом и обращать его во времени крайне трудно, так как эти процессы с участием электромагнитных волн происходят в течение триллионных долей секунды.

Чтобы понять суть разработки, исследователи предлагают представить себе движение света через туман. В начале свет представляет собой сконцентрированный луч, но в тумане он начинает рассеиваться и доходит до нас именно в таком виде. Задача исследователей была в том, чтобы собрать весь рассеянный таким образом свет и восстановить его обратный путь, сфокусировав в одну точку.

Новая установка позволила впервые обратить оптическую волну во времени. Такая способность управлять распространением света будет полезна для многих применений, начиная с визуализации и захвата объектов с помощью электромагнитных волн и заканчивая созданием очень интенсивных лазерных лучей.

<< Назад: Новый рекорд плотности данных на магнитной ленте 22.12.2020

>> Вперед: DC/DC-преобразователи OPTIREG Switcher TLS412xD0x 21.12.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Биоматериал заменит пластик 24.09.2019 Новый материал на биологической основе в будущем сможет заменить пластик. Об этом заявили финские ученые из Университета Аалто и Исследовательского центра VTT. Прочный материал получился после соединения волокон древесной целлюлозы и белка шелка, найденный в нитях паутины. Данный материал совершенно не наносит вреда экологии. Как считают специалисты, новый материал можно использовать в биокомпозитах. Кроме этого, его можно будет применять в медицине и текстильной промышленности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025