g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Çoğu durumda, ışık düz bir çizgide hareket eder, ancak ilginç uzay-zamansal optik girdaplar üretir.

Çoğu durumda, ışık, yol boyunca fazla bir şey olmadan düz bir çizgide hareket eder. Ancak ışık aynı zamanda karmaşık kalıpları ve davranışları da gizleyebilir, ancak dikkatli gözlemciler bu kalıpları ve davranışları keşfedebilir. Bu mümkündür, çünkü ışık dalgalar gibi davranır ve özellikleri birçok ilginç fenomende rol oynar. Bu özelliklerden biri, dalgalı dalgalar gibi fazdır.İki ışık dalgası karşılaştığında ve farklı fazlara sahip olduğunda, birbirleriyle karışabilir ve karmaşık desenler oluşturmak için birleşebilirler.

Faz, ışık dalgalarının nasıl etkileşime girdiği ve enerjinin ışın veya nabız içinde nasıl aktığı için önemlidir. UMD'de fizik profesörü olan Howard Milchberg'in önderliğinde, Maryland Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, uzay-zaman optik vorteks modu (STOV) adı verilen yeni bir optik vorteks yöntemi oluşturmak için ışık fazını keşfetti. . Optics dergisinde yayınlanan bir çalışmada, araştırmacılar bu faz girdaplarının uzay ve zamandaki ilk fotoğraflarını yakaladılar ve ultra hızlı ışık darbelerini gözlemlemek için yeni bir yöntem geliştirdiler.

Her uzay-zaman optik girdap, belirli bir yoğunluk modeli (enerjinin yoğunlaştığı) ve fazı olan bir ışık darbesidir. Milchberg ve iş arkadaşları tarafından hazırlanan uzay-zaman optik girdapta, yoğunluk uzay ve zamanda bir döngü oluşturur.Araştırmacılar bunu uç öncelikli uçuşa sahip bir halka olarak tanımlıyor: eğer kendinize doğru nabzı görebiliyorsanız Uçun, delik yerine halkanın kenarını göreceksiniz (negatif değerin daha önce olduğu aşağıdaki en soldaki resme bakın. Aynı uzay ve zaman bölgesinde, ışık darbesinin fazı dönen bir model oluşturur, Halka deliğinin ortasında bir girdap oluşur (en sağdaki resim).

Millchberg ve meslektaşları, güçlü bir lazer ışını etrafında oluşan "optik duman halkasına" benzer bir yapı keşfettiklerinde uzay-zaman optik girdabını ilk keşfedenlerdi. Bu halkaların kenarları, tıpkı bir duman halkası etrafında dönen hava akışı gibi, değişen bir faza sahiptir. Bu yeni çalışmada yaratılan girdap, benzer ama daha basit bir yapıdır: Orijinal duman halkasını boncuklardan yapılmış bir bilezik olarak hayal ederseniz, yeni uzay-zamansal optik girdap ayrı bir boncuk gibidir. Önceki çalışmalar, uzay-zaman optik girdabının, iyi bilinen bir yüksek yoğunluklu lazer etkisi-kendi kendine rehberliği anlamak için zarif bir çerçeve sağladığını göstermiştir.

Yüksek yoğunlukta, bu etki, lazer darbesi içinden geçtiği ortamla etkileşime girdiğinde ve kendisini kompakt bir ışına sıkıştırdığında meydana gelir. Araştırmacılar, bu süreçte, uzay-zaman optik vorteksin enerji akışına rehberlik etmekten ve lazeri yeniden şekillendirmekten, önündeki yoğunlaşacak ve arkasında ayrılacak enerjiyi itmekten sorumlu olduğunu gösteriyor. İlk keşif, bu halkaların iki boyutlu bir ışın etrafında nasıl oluştuğunu gözlemledi, ancak araştırmacılar girdabın iç işleyişini keşfedemediler çünkü her bir darbe çok kısa ve önceden belirlenmiş tekniklerle yakalanamayacak kadar hızlı.

Her nabız yalnızca femtosaniye içinde geçer; bu, bir göz kırpmaktan yaklaşık 100 trilyon kat daha hızlıdır. Araştırma ortak yazarı ve UMD Physics doktora sonrası asistanı Sinna Zahpur şunları söyledi: Bu darbeler mikrosaniye veya hatta nanosaniye darbeleri değildir. Yalnızca elektronikler tarafından yakalanırlar. Bunlar son derece kısa darbelerdir ve için optik teknikler gerektirir. Görüntüleme. Yeni uzay-zamansal optik girdabın yoğunluğunu ve fazını yakalamak için, araştırmacıların üç ek darbe hazırlaması gerekiyor. İlk darbe, ince cam pencerede uzay-zaman optik girdapla buluşur ve uzay-zaman optik girdabının yoğunluğu ve fazı ile kodlanmış bir girişim modeli üretir.

Yukarıdaki şekilde gösterilen verileri üreterek modeli okumak için iki uzun darbe kullanın. Önceden, yalnızca ışığın genliği çalışılıyordu ve şimdi fazın tam bir resmi elde edilebiliyor, bu da ilkenin ultra hızlı fenomenleri incelemek için uygun olduğunu kanıtlıyor. Uzay-zaman optik girdapları pratik uygulamalar için kullanışlı esnekliğe sahip olabilir, çünkü bükülmüş vida benzeri fazları onları küçük engellere karşı oldukça dirençli kılar. Örneğin, zaman-uzay optik girdabı havada yayıldığında, darbelerin bir kısmı su damlacıkları ve diğer küçük parçacıklar tarafından engellenebilir. Ancak devam ettikçe, uzay-zaman optik girdabı, devrilen küçük parçayı doldurma eğilimindedir:

Darbede kaydedilen herhangi bir bilgiyi korumaya yardımcı olacak şekilde küçük hasarları onarın. Ek olarak, uzay-zamansal optik vorteks darbesi çok kısa ve hızlı olduğundan, havadaki nispeten yavaş normal dalgalara "kayıtsız" dır. Uzamsal-zamansal optik girdapların kontrol edilebilir üretimi, bilginin elastik yayılımı veya türbülans veya siste ışın enerjisinin elastik yayılması gibi uygulamaları teşvik edebilir. Bu cihazlar, lazerler veya yer istasyonlarından hava araçlarına kadar güç kaynağı kullanan boş alan optik iletişim gibi uygulamalar için çok önemlidir.