Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, выберите Вход или Регистрация
Я люблю тебя, Земля!
 
  ГлавнаяСправкаПоискВходРегистрация  
 
Переключение на Главную Страницу Страниц: 1
Послать Тему Печать
У света обнаружили необычные свойства (Прочитано 1739 раз)
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12669
The Land of HealPlanet
У света обнаружили необычные свойства
17.05.2014 :: 14:12:43
 
У света обнаружили необычные свойства


...
Изображение: Konstantin Bliokh, RIKEN Interdisciplinary Theoretical Science Research Group / Phys.org

Японские, украинские, американские и корейские ученые открыли новые необычные свойства света. Авторы опубликовали исследование в журнале Nature Communications, кратко с ним можно ознакомиться на сайте RIKEN, крупного японского Института физико-химических исследований.

Исследуя динамические характеристики эванесцентной волны, ученые обнаружили, что ее импульс и спин имеют поперечные компоненты, которые ориентированы под прямым углом к направлению распространения. Физики также открыли, что поперечная компонента спина не зависит от поляризации и спиральности. Свойства исследованных волн, как заявляют авторы, в некотором смысле противоположны свойствам обычных волн.

Эванесцентная волна распространяется у границы раздела двух сред с разными свойствами (показателями преломления и диэлектрическими проницаемостями); ее интенсивность экспоненциально убывает при удалении от этой границы.

В обычном случае световые кванты переносят импульс в направлении своего движения; частица имеет спиральность, которая определяется проекцией спина на направление движения и принимает два значения: плюс (правоспиральная частица) и минус (левоспиральная) единица. Спин — квантовая характеристика элементарной частицы, иногда называемая собственным моментом импульса; измеряется в целых (для бозонов) и полуцелых (для фермионов) постоянной Планка (с чертой).

Эванесцентные волны находят применение, например, в сверхточных микроскопах. К технологиям на основе таких затухающих волн проявляют интерес и военные, которых интересует снижение видимости техники и объектов радарами. Новые свойства представляют хорошую возможность исследовать физические особенности, которые ранее были недоступны наблюдению.

http://lenta.ru/news/2014/04/28/evanes/
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12669
The Land of HealPlanet
Re: У света обнаружили необычные свойства
Ответ #1 - 14.01.2015 :: 11:29:05
 
Фотонные "ударные волны" от световых пятен, двигающихся быстрее скорости света, могут использоваться для изучения объектов в глубинах Вселенной


...

Если взять достаточно мощную лазерную указку и "перечеркнуть" ею Луну столь быстро, насколько это возможно, то пятно света указки будет двигаться по поверхности Луны со скоростью, превышающей скорость света. Такое явление возможно из-за того, что собственно световое пятно не обладает массой, благодаря чему не нарушается ни одно из положений Специальной теории относительности Альберта Эйнштейна. И недавно, Роберт Немирофф (Robert Nemiroff), профессор физики из Мичиганского технологического университета (Michigan Technological University) предложил способ практического использования такого физического курьеза для изучения космических объектов и явлений, происходящих в необозримых глубинах Вселенной.

Когда пятно света, движущееся со скоростью, приблизительно равной скорости света, проходит по неровной поверхности, оно, то ускоряясь, то замедляясь, многократно проходит через условный "световой барьер", создавая фотонные ударные волны, в которых заключена информация о трехмерной форме рассеивающего свет объекта. Физика возникновения фотонных ударных волн весьма похожа на физику возникновения звуковой ударной волны при преодолении каким-либо телом звукового барьера.

Но, фотонные ударные волны могут возникать при прохождении пятна света по поверхности Луны, по поверхности астероидов, и на далеких космических объектах, таких как газопылевые облака, освещаемые лучами света быстро вращающихся пульсаров. "Если мы научимся улавливать следы этих фотонных ударных волн и расшифровывать переносимую ими информацию, мы сможем узнать много нового об объектах нашего интереса" - рассказывает профессор Немирофф.

Для того, чтобы использовать на практике эффект фотонной ударной волны для изучения формы астероида, к примеру, требуется произвести сканирование лучом лазера этого космического тела со скоростью в несколько тысяч проходов луча в секунду. Скорость перемещения луча лазера должна быть выбрана такой, чтобы световое пятно двигалось по поверхности тела со скоростью света. Тогда на каждом проходе луча по неровностям поверхности будут возникать слабые фотонные ударные волны, несущие информацию о форме астероида. Эти фотонные волны должны быть зарегистрированы высокоскоростными камерами телескопов, а информация, содержащаяся в этих волнах, может быть извлечена при помощи последующей обработки данных на компьютере.

Но, фотонные ударные волны могут иметь и естественное происхождение. Такие эффекты наблюдаются в районе туманности NGC 2261 (Hubble's Variable Nebula), находящейся в созвездии Единорога (Monoceros constellation). В этой туманности тени, отбрасываемые облаками пыли и газа от света яркой звезды R Mon, перемещаются настолько быстро, что создают постоянные фотонные ударные волны, длительность которых исчисляется днями, неделями и месяцами, и которые удалось увидеть камерами космического телескопа Hubble.

"Фотонные ударные волны возникают повсеместно вокруг нас. Но они слишком слабы и слишком коротки для того, чтобы их можно было заметить" - рассказывает профессор Немирофф, - "В космосе длительность таких волн может быть достаточной для того, чтобы можно было не только их увидеть, но и измерить их некоторые параметры. К сожалению, раньше никто не задумывался об использовании такого явления, хотя сейчас нам ничего не мешает поставить его на службу науке".

http://www.dailytechinfo.org/news/6637-fotonnye-udarnye-volny-ot-svetovyh-pyaten...
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12669
The Land of HealPlanet
Re: У света обнаружили необычные свойства
Ответ #2 - 20.01.2015 :: 09:34:00
 
Ученые выяснили, что скорость света в вакууме является далеко не постоянной величиной


...

Известно, что свет не всегда движется со скоростью света, его скорость падает при движении в воде, стекле и в других прозрачных материалах. Но новые эксперименты, проведенные учеными из университета Рочестера (University of Rochester) и университета Глазго (University of Glasgow), демонстрируют то, что фокусировка лучей или вмешательство в структуру импульсов света позволяет уменьшить скорость распространения света даже в условиях вакуума.

Скорость света в вакууме, обозначаемая литерой "c", является одной из самых главных физических констант, на которой базируется большая часть современной физики, включая и теорию относительности Эйнштейна. В прошлое время множество усилий было направлено на измерение точного значения скорости света, но сейчас достоверно известно, что скорость света в вакууме равна 299 792 458 метров в секунду. И даже длина нынешнего эталона расстояния, метра, была определена с использованием значения скорости света.

Но новые экспериментальные данные указывают на то, что скорость света в вакууме не может считаться константой. Значение константы "c" после этого можно рассматривать только в качестве верхнего предела скорости распространения света.

Группа исследователей, возглавляемая Майлзом Пэдджеттом (Miles Padgett), ученым в области оптической физики из университета Глазго, продемонстрировала эффект замедления скорости света на примере двух фотонов, которые были идентичны друг другу, за исключением их структуры. Хотя этот эффект практически не заметен в повседневной жизни и не имеет существенного влияния на множество технологий, его наличие выдвигает на первый план ранее неизвестные фундаментальные тонкости поведения света.

Демонстрация эффекта замедления скорости света была проведена при помощи оптического устройства, синхронно излучающего пары фотонов. Один из фотонов был направлен в оптическое волокно, а второй пропускался через несколько оптических устройств, которые производили изменения его волновой структуры. Оптическое волокно выполняло роль линии задержки для первого фотона, а его длина была такой, что вышедший из него фотон снова двигался рядом с фотоном, претерпевшим структурные изменения.

Если бы волновая структура фотона не влияла бы на скорость его движения в вакууме, то оба фотона поразили поверхность специального быстродействующего светочувствительного датчика в один и тот же момент времени. Но, проведенные измерения показали, что фотон света, претерпевший структурные изменения, отстал от оригинального фотона на несколько микрометров на одном метре дистанции.

"Я не удивлен тем, что данный эффект существует" - рассказывает Роберт Бойд (Robert Boyd), ученый-физик из университета Рочестера, - "Удивительно то, что этот эффект является настолько сильным и его никто не заметил до этого времени".

"Полученные нами результаты не затронут областей науки и техники, в которых используется постоянный свет от лазеров или других источников" - рассказывает Майлз Пэдджетт, - "Но вот физики, которые в своей работе используют сверхкороткие импульсы, будут вынуждены учитывать вероятность изменения скорости света в своих исследованиях".

http://www.dailytechinfo.org/news/6656-uchenye-vyyasnili-chto-skorost-sveta-v-va...
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12669
The Land of HealPlanet
Ученым удалось "сплести" из света ленту Мебиуса
Ответ #3 - 04.02.2015 :: 12:08:37
 
Ученым удалось "сплести" из света ленту Мебиуса


...

Международная группа ученых, в состав которой вошли ученые из Канады, Европы и США, произвела ряд экспериментов, в ходе которых им удалось "сплести" разные виды лент Мебиуса из лучей света. Это, в свою очередь, послужило подтверждением теории о том, что электромагнитные поля и волны могут принимать такие специфические формы. Ленту Мебиуса создать очень просто, возьмите бумажную полоску, закрутите ее на половину полного оборота и склейте ее концы. В результате получается уникальный трехмерный объект, имеющий только одну сторону. Миллионы школьников по всему земному шару делают ленты Мебиуса каждый год, но такие экзотические объекты в природе являются очень большой редкостью.

"Свет, закрученный в виде ленты Мебиуса, является одним из немногих примеров структуры Мебиуса естественного происхождения, существующих в окружающем нас мире" - рассказывает Роберт В. Бойд (Robert W. Boyd), профессор оптики и физики из университета Рочестера.

Известно, что свет является электромагнитными волнами, состоящими из электрического и магнитного поля, колеблющихся в перпендикулярных направлениях. Направление, в котором происходят колебания электрического поля света, называется его поляризацией. Все источники света естественного происхождения и большинство источников искусственного происхождения излучают неполяризованный свет, в котором поляризация каждого фотона является случайной величиной. Но, стоит такому свету отразиться о какой-либо поверхности, к примеру, стекла или воды, он становится поляризованным в определенном направлении, параллельном плоскости отражающей поверхности.

В своих экспериментах ученые использовали свет, характеристики которого очень далеки от характеристик света от обычных источников. Это был сильно фокусированный луч лазера, свет которого имел только одно определенное значение поляризации и определенную картину распределения интенсивности в луче. Такой свет называется сильно структурированным светом, его электрическое поле колеблется сразу во всех трех измерениях, а не строго перпендикулярно направлению распространения, как это происходит в луче света обычного лазера.

...

Для создания сильно структурированного луча лазерного света ученые использовали череду различных оптических устройств. Самым главным компонентом этой системы была так называемая q-пластина, высокоэффективная "программируемая" линза на жидких кристаллах, разработанная итальянскими учеными Лоренцо Маррукси (Lorenzo Marrucci) и Эбрахимом Карими (Ebrahim Karimi).

Полученный структурированный луч света освещал золотую наночастицу, размер которой был меньше длины волны света, что привело к появлению весьма необычных эффектов. И одним из таких эффектов стала лента Мебиуса, "сотканная" из поляризации отраженного наночастицей света. Изменяя структуру луча света при помощи q-пластины и положение наночастицы относительно луча света ученым удалось добиться появления более сложных лент Мебиуса, закрученных не на пол-оборота, а на 3/2 и 5/2 оборота, которые являются более сложными пространственными фигурами.

И в заключение следует отметить, что, несмотря на то, что в ленту Мебиуса удалось "завязать" не сам свет, луч лазера, а поляризацию света лазера, отраженного от микроскопической частицы особым образом, данное достижение важно не только с точки зрения понимания фундаментальных свойств света, его можно будет использовать и на практике для производства сложных структур на микро- и наноуровне.

http://www.dailytechinfo.org/news/6697-uchenym-udalos-splesti-iz-sveta-lentu-meb...
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Administrator
YaBB Administrator
*****
Вне Форума


I love The Earth!

Сообщений: 12669
The Land of HealPlanet
Если у света нет массы, то почему на него действует гравитация?
Ответ #4 - 13.03.2024 :: 15:46:53
 
Если у света нет массы, то почему на него действует гравитация?


...

В первую очередь на этот вопрос отвечает общая теория относительности Эйнштейна. (спойлер: свет путешествует по геодезическим линиям, которые в большинстве случаев являются приблизительно прямыми, с которыми люди сталкиваются в повседневной жизни, но под действием гравитации они искривляются). Это интересно еще и потому, что в некотором смысле свет действительно обладает “массой” (и поэтому должен испытывать влияние гравитации… но, читайте дальше!).

В нашем повседневном опыте кажется, что свет движется прямо и не подвержен влиянию гравитации. Конечно же, свет может изгибаться при прохождении через границу раздела двух сред – вспомните его преломление при переходе из воздуха в воду, то есть явление, из-за которого соломинка в стакане с водой кажется преломленной на границе раздела. Но это изгиб не гравитационный, а электромагнитный.

Однако свет изгибается при движении вокруг массивных тел, таких как нейтронные звезды и черные дыры. Это объясняется общей теорией относительности Эйнштейна.

...

Мы все знакомы с тем, как массивные объекты подвержены влиянию гравитации. Например, представьте себе планету, вращающуюся вокруг Солнца. Когда планета движется, на нее действует центростремительная сила, которая искривляет движение. Без гравитации планета двигалась бы по прямой линии. Общая теория относительности смотрит на ситуацию с другой стороны. Вместо того чтобы описывать объект как движущийся по кривой в плоском пространстве-времени, объект описывается как движущийся по особым “линиям” в искривленном пространстве-времени. Эти кривые являются следствием гравитации. Кривые в пространстве-времени называются геодезическими линиями, и они обобщают понятие прямых линий на искривленном пространстве.

Свет тоже движется по геодезическим линиям (называемым нулевыми геодезическими линиями), поэтому пути света также искривляются под действием гравитационной силы, несмотря на то, что свет не обладает массой.

С этим ответом связано еще несколько новейших исследований. Есть основания полагать, что свет сам искривляет пространство-время так же, как это делают массивные объекты. Иногда это называют самогравитацией света. Идея заключается в том, что электромагнитная волна обладает ненулевым тензором энергии-импульса и поэтому должна искривлять пространство-время, хотя и небольшим и странным образом. Следовательно, уравнения общей теории относительности предполагают, что искривление пространства-времени, создаваемое распространяющимся светом, должно влиять на распространение самого света.

https://etm-club.site/esli-u-sveta-net-massy-to-pochemu-na-nego-dejst/
Наверх
 

The Administrator.
WWW  
IP записан
 
Переключение на Главную Страницу Страниц: 1
Послать Тему Печать