Fizičari su izobličili vrstu materijala poznatog kao fotonski kristal da bi skrenuli putanju svetlosti isto kao što bi ona prolazila kroz gravitaciono polje, kao što je opisano u Ajnštajnovoj opštoj teoriji relativnosti.
Rezultat, prema timu koji predvodi inženjer elektronike Kanji Nanjjo sa Tehnološkog instituta u Kjotu, ima implikacije na kontrolu svetlosti, posebno kada je u pitanju optika i komunikaciona tehnologija.
„Nameravali smo da istražimo da li izobličenje rešetke u fotonskim kristalima može da proizvede efekte pseudogravitacije“, objašnjava profesorka Kjoko Kitamura sa Univerziteta Tohoku.
„Slično kao što gravitacija savija putanju objekata, došli smo do načina da savijemo svetlost unutar određenih materijala.
U teoriji, svaki objekat sa masom treba da utiče na putanju svetlosti. Ovaj efekat možemo videti kada pogledamo u kosmos, jer ogromni objekti poput galaksija i galaktičkih jata krive prostor-vreme tako izraženo da svaka svetlost koja putuje kroz njega postaje razmazana i izobličena.
Kako se objekti smanjuju u veličini, slabost gravitacije postaje sve očiglednija, a njeni efekti savijanja postaju sve teže uočljivi.
Naučnici su mislili da bi mogli da repliciraju efekat na manjem obimu koristeći fotonske kristale. Ovo su visoko uređene i repetitivne nanostrukture u kojima se indeks prelamanja svetlosti periodično menja, proizvodeći prelivajući efekat; primeri u prirodi uključuju opal , paunovo perje i svetlucava krila leptira .
Ove kristale je relativno lako veštački stvoriti slaganjem dva različita materijala koji različito reaguju na svetlost. Naučnici su ranije primetili da bi kristali sami po sebi mogli da služe kao analogija za prostor-vreme, a njihove strukture predstavljaju putanju poznatu kao geodetska. Kako svetlost prolazi kroz njenu strukturu, njena normalno ravna putanja može da se učini da odstupa mnogo kao što se svetlost može savijati kroz prostor u onome što se opisuje kao vrsta pseudoggravitacije.
Istraživači su pokušali da stvore i manipulišu pseudogravitacijom fotonskih kristala tako što su eksperimentalno izobličili svoje fotonske kristale. Stvorili su silicijumske fotonske kristale i uneli izobličenje deformisanjem razmaka između naručenih elemenata.
Ovo je promenilo način na koji je kristal stupio u interakciju sa svetlošću, stvarajući zakrivljeni snop – poput prolaska svetlosti oko male crne rupe.
Eksperimenti u kojima su prolazili snop kroz kristal i posmatrali kako i gde se pojavio potvrdili su napore tima. Ovo bi moglo da pomogne u proučavanju gravitacije – fenomena koji još uvek ne razumemo u potpunosti – ali takođe ima implikacije na razvoj tehnologije, kaže tim.
„Ovakvo upravljanje snopom u ravni unutar opsega teraherca moglo bi se iskoristiti u 6G komunikaciji“, kaže fizičar Masajuki Fudžita sa Univerziteta u Osaki.
„Akademski, nalazi pokazuju da fotonski kristali mogu iskoristiti gravitacione efekte, otvarajući nove puteve u oblasti fizike gravitona.
