Фізикам вдалося створити інвертовані в часі оптичні хвилі

Група дослідників з університету Квінсленда і лабораторії Nokia Bell Labs розробила новий метод, що дозволяє отримувати інвертовані в часі оптичні хвилі. Тимчасове інвертування у фізиці зовсім не означає можливості подорожі «назад у майбутнє». Цей термін описує спеціальний тип хвилі, яка може пройти через який-небудь об’єкт назад точно по шляху, проробленому першої, що не інвертованою хвилею. Це схоже на зйомку поширення хвилі, що програється в зворотному напрямку, і такий метод може бути використаний в абсолютно нових технологіях зйомки, в комунікаційних та інших технологіях, пов’язаних з рухом світла в різних середовищах.

«Уявіть собі короткий світловий імпульс, що рухається від точкового джерела світла до об’єкта, який перебуває з розсіює матеріалу, наприклад, туману» — пояснюють суть свого досягнення дослідники, — «Коли світло добирається до туману, він розсіюється, дроблячись на безліч променів, які прибувають в різні точки простору в різні моменти часу. Наша технологія дозволяє дуже точно виміряти всі аспекти подібного розсіяного світла і створити його «звернений» варіант, який, пройшовши через туман, «збереться» в початковий одиничний імпульс, випромінювань джерелом».

Технологія, реалізована вченими, досить складна і в ній задіяно безліч унікальних оптичних компонентів, що дозволяють розглядати імпульс світла як 3D-об’єкт, що входить в систему, відстежувати перетворення структури цього об’єкта і створити інший 3D-об’єкт, який пройшовши крізь систему в зворотному напрямку, придбає початкову структуру першого.

«Все це повинно проводитися в тимчасових рамках, вимірюваних трильйонними частками секунди. Таким чином, в даній технології не може бути використана ніяка механічна система з рухомими частинами, ні система, в якій використовуються електричні сигнали» — пишуть дослідники, — «Тому все» обчислення «і перетворення виконуються на апаратній оптичному рівні і наш метод є першим в історії науки, який дозволяє виробляти подібні маніпуляції з променем світла».

Максимально точне управління формою і структурою імпульсу світла має надзвичайно важливе значення для багатьох галузей науки і техніки, починаючи від нових технологій зйомки, нелінійної мікроскопії, квантової оптики, нанофотоніки, Плазмоніка і закінчуючи створенням променів лазерного світла надвисокої інтенсивності. Більш того, за допомогою нового пристрою вчені отримали можливість проведення наукових експериментів, які раніше були можливі тільки в теорії.