Физики построили кольцо, в котором световые импульсы вращаются вокруг друг друга, и нормальные правила, управляющие поведением света, больше не применяются.
При нормальных обстоятельствах свет отображает определенных детей физической симметрии. Во-первых, если бы вы проиграли ленту о поведении света вперед, а затем назад, вы бы увидели, что она ведет себя одинаково, перемещаясь в обоих направлениях во времени. Это называется симметрией обращения времени. И, во-вторых, свет, который может перемещаться по миру как волна, имеет то, что называется поляризацией: как он колеблется относительно движения волны. Эта поляризация обычно остается неизменной, обеспечивая другой тип симметрии.
Но внутри этого кольцевого устройства свет теряет симметрию обращения времени и меняет свою поляризацию. Внутри кольца световые волны вращаются по кругу и резонируют друг с другом, создавая эффекты, которые обычно не существуют во внешнем мире.
Исследователи уже знали, что при определенных обстоятельствах, когда свет отражается внутри оптических колец, он может потерять свою симметрию обращения времени. Пики его волн не поднимаются в точке, которая требует симметрии внутри оптического кольца. Но в новой статье, опубликованной в четверг (10 января) в журнале Physical Review Letters, команда из Национальной физической лаборатории показала, что это может происходить одновременно со спонтанными изменениями поляризации.
Когда команда накачала тщательно синхронизированные импульсы лазерного света в устройство, называемое «оптический кольцевой резонатор», пики света расположились так, что это невозможно при симметрии обращения времени. Обращаясь друг к другу, они формировали шаблоны, которые работают только в одном направлении во времени. В то же время свет потерял вертикальную поляризацию - его волны перестали двигаться строго вверх-вниз и вместо этого образовали эллипсы.
Это исследование, как утверждают физики, открывает новые двери для манипулирования светом. Это позволит исследователям работать с большей точностью и придумать новые конструкции для оптических схем, которые используются в таких устройствах, как атомные часы и квантовые компьютеры. И это говорит науке что-то о свете, чего она никогда не знала раньше.
