Исследователи из Университета Ростока в Германии и Бирмингемского университета в Великобритании обнаружили удивительные вспышки света, которые возникают и исчезают в точной пространственной и временной координации. Профессор Александр Шамайт из Ростока описывает это явление как «библейское чудо», когда свет появляется из пустоты.
Многие из нас воспринимают время как линейное и постоянное явление, непрерывно текущий поток, подобно второй стрелке часов. В отличие от пространства, доступного для исследования в любом направлении, время кажется однозначным: его нельзя повернуть вспять. Уже в 1927 году британский астрофизик Артур Эддингтон назвал это явление «стрелой времени». До этого момента учёные уделяли больше внимания изучению пространства — движениям звёзд и формированию галактик. Время оставалось в тени, как необязательный фон космических событий. Но недавние исследования показали, что время активно участвует в физических процессах, создавая захватывающие явления.
Как же учёные «поймали» световые вспышки?
Исследования начались с изучения пространственно-временных кристаллов — уникальных структур, повторяющихся в пространстве и времени, как космический метроном. Эти кристаллы заставили учёных задуматься о том, что время может быть не просто фоном. В лабораторных условиях они сымитировали особый эксперимент, при котором световые вспышки возникают в конкретный момент и в заданной точке пространства.
«Это как если бы вы хлопнули в ладоши, и — вуаля! — свет зажёгся там и тогда, где вы планировали», — поясняет профессор Александр Шамайт из Ростока.
Как же это возможно? Секрет кроется в топологии — разделе математики, изучающем сохранение свойств объектов при их деформации. Здесь топология подобна невидимому щиту, защищающему световые вспышки от любых помех — будь то случайный шум, рассеянный свет или неисправности оборудования.
«Топология подобна строгому дирижёру, управляющему светом», — объясняет профессор Ханна Прайс из Бирмингема. Благодаря этому вспышки света невероятно стабильны, в отличие от других форм света, которые легко поддаются влиянию.
Эта стабильность открывает новые горизонты для технологий. Представьте себе лазеры, которые работают без перебоев даже в сложных условиях, или системы связи, передающие данные с безупречной точностью на большие расстояния. Возможно, это приведёт к созданию новых методов визуализации, позволяющих исследовать материалы или человеческое тело с максимальной точностью. Такие технологии могут значительно улучшить медицинскую диагностику, помочь в разработке сверхскоростных интернет-сетей или поддерживать будущие космические миссии.
Источник: iXBT
