Dīvains Gaismas Lieces Eksperiments Pārvērš Zinātniekus “Konusgalvīs”

{h1}

Siltumnīcefekta veida gaismas deformēšana ir likusi zinātniekiem pārrakstīt tradicionālos vienādojumus. Mainot robežu starp diviem nesējiem, fizika dīvainā veidā var saliekt gaismu, lai pārvērstu sevi par konusu.

Atklājot prātu un liekot gaismu, zinātnieki ir izveidojuši izklaidei līdzīgu gaismas deformāciju, kas ir pretrunā ar esošajiem fizikas likumiem.

Gadsimtiem ilgi vienkārši vienādojumi (ko katru gadu māca vidusskolas fizikas studentiem) ir aprakstījuši, kā gaisma pārvietojas caur dažādiem medijiem, piemēram, no gaisa uz stiklu. Tomēr tagad pētnieki ir atklājuši, ka, ja robeža starp nesējiem ir pietiekami sarežģīta (šajā gadījumā pārklāta ar nanoizmēra vadiem), šie likumi vairs netiek piemēroti.

Atklājums ir pamudinājis fiziķus pārrakstīt tradicionālos vienādojumus, lai ņemtu vērā robežas virsmas īpašības. Vairumā gadījumu, kad tiek piemēroti šie sakārtotie vienādojumi, jaunie likumi vienkāršo atpakaļ uz tradicionālajām formām, taču dažreiz tie parāda, ka gaisma var izturēties neticami savādi.

"Izmantojot dizaineru virsmas, mēs esam izveidojuši izklaides mājas spoguļa efektus uz plakanas plaknes," teikts paziņojumā Hārvardas Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolas pētnieka Federiko Kapaso pētījumā. "Mūsu atklājums ienes optiku jaunā teritorijā un paver durvis aizraujošām fotonikas tehnoloģiju attīstības tendencēm."

Papildus fizikas likumu uzbudināšanai jaunais atradums ļāva pētniekiem izveidot dažas prātā jucis bildes. Piemēram, viņi imitēja savas laboratorijas grupas attēlu, kā tas parādītos spogulī, kas pārklāts ar nanovadiem. Rezultāts: konusveidīgu zinātnieku portrets. [Skatīt attēlus]

Gaismas ātrums

Lai arī Einšteina īpašās relativitātes teorija parādīja, ka gaismas ātrums apzīmē universālu ātruma ierobežojumu, tas nenozīmē, ka gaisma dažādiem materiāliem nevar pārvietoties ar atšķirīgu ātrumu. Piemēram, kad gaisma pārvietojas pa tādu vidi kā stikls vai ūdens, tā pārvietojas lēnāk nekā pārvietojoties caur vakuumu (tas ir, kad tā pārvietojas ar raksturīgo “gaismas ātrumu” - apmēram 671 miljons jūdžu stundā vai 1 080 miljoni kilometru stundā) ).

Tradicionālie fizikas likumi apraksta, kā pārvietošanās no viena barotnes uz otru izraisa gaismas refrakciju vai virziena maiņu. Šie likumi ignorēja robežu starp abiem plašsaziņas līdzekļiem, jo ​​šī robeža, šķiet, nemainīja gaismas pārvietošanos.

Bet nesenā eksperimentā Capasso laboratorijā pētnieki parādīja, ka tad, kad uz robežas ir īpašs raksts, šajā gadījumā silīcija virsmā iegravēts sīku zelta antenu klāsts, šie likumi vairs netiek piemēroti.

Zinātnieki atklāja, ka antenas īslaicīgi ieslodzīja gaismu, īsu brīdi noturot tās enerģiju pirms tās atbrīvošanas. Ražojot robežu ar dažādu veidu šīm antenām, pētnieki varēja saliekt gaismu, pirms tā pat nonāca silīcijā. Atkarībā no modeļa gaisma atspoguļosies un refrakt dīvainā veidā.

"Parasti tāda virsma kā dīķa virsma ir vienkārši ģeometriska robeža starp diviem medijiem, gaisu un ūdeni," sacīja pētījuma vadītājs Nanfangs Ju, pētījuma līdzstrādnieks Kapasso laboratorijā. "Bet tagad, šajā īpašajā gadījumā, robeža kļūst par aktīvu saskarni, kas pati var saliekt gaismu."

Likumu pārrakstīšana

Pēc eksperimentiem fiziķi devās atpakaļ uz rasēšanas dēļa, lai pārformulētu tradicionālos gaismas vienādojumus. Viņi pievienoja jaunus terminus vienādojumos, kas attēlo robežas starp diviem plašsaziņas līdzekļiem efektu.

"Iekļaujot fāzes pārtraukumu gradientu visā saskarnē, refleksijas un refrakcijas likumi kļūst par dizaineru likumiem, un parādās daudz jaunu parādību," sacīja Zeno Gaburro, vieszinātnieks Kapaso laboratorijā. "Atstarotais stars var atlēkt atpakaļ, nevis uz priekšu. Jūs varat radīt negatīvu refrakciju."

Galu galā zinātnieki atklāja, ka, manipulējot ar robežu, var mainīties krāsa (gaismas viļņu frekvence), spilgtums (amplitūda) un gaismas polarizācija, lai izveidotu pēc pasūtījuma izgatavotas prātā jucis gaismas starus. Vienu no šādiem stariem komandai izdevās panākt, lai no plakanas virsmas tiktu izgatavota korķviļķa formas gaismas plūsma.

Pētnieki saka, ka viņu atradums varētu izraisīt dažādus pielietojumus objektīvu un optikas izgatavošanā. Viņi ziņo par savu atklājumu žurnāla Science 2. septembra numurā.

Jūs varat sekot SPACE.com vecākajai rakstniecei Klārai Moskovičai vietnē Twitter @ClaraMoskowitz.Lai iegūtu vairāk zinātnes jaunumu, sekojiet WordsSideKick.com vietnē twitter @wordssidekick.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Doh! Amerikāņi Zina “Simpsonus” Labāk Nekā Pirmais Labojums
Doh! Amerikāņi Zina “Simpsonus” Labāk Nekā Pirmais Labojums

Tastatūras Labās Puses Burti Padara Cilvēkus Laimīgākus
Tastatūras Labās Puses Burti Padara Cilvēkus Laimīgākus

Zinātne Ziņas


50 Pārsteidzoši Fakti Par Vulkānu
50 Pārsteidzoši Fakti Par Vulkānu

Masīva Pašiznīcinoša Plauksta, Kas Atrasta Madagaskarā
Masīva Pašiznīcinoša Plauksta, Kas Atrasta Madagaskarā

Kāpēc Zinātnieki Tikko Ir Izveidojuši Creepiest Robotu Mazuli, Kuru Jūs Kādreiz Redzēsit
Kāpēc Zinātnieki Tikko Ir Izveidojuši Creepiest Robotu Mazuli, Kuru Jūs Kādreiz Redzēsit

Bums! Laboratorijā Izveidots Milzīgs Supernovas Eksplozija
Bums! Laboratorijā Izveidots Milzīgs Supernovas Eksplozija

Kā Darbojas Caterpillar Ekskavatori-Iekrāvēji - #2
Kā Darbojas Caterpillar Ekskavatori-Iekrāvēji - #2


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com