Z obecné teorie relativity vyplývá, že gravitace ohýbá časoprostor a tím pak i dráhu světelných paprsků, které tímto časoprostorem prolétají. Mívá to podivuhodné důsledky, například v podobě gravitačních čoček, kdy mamutí gravitační vliv vesmírných objektů zvětšuje obrazy jiných objektů, které pozorujeme daleko za nimi.
Naše civilizaci si nejspíš ještě počká, než vyrobí vesmírnou gravitační čočku. Fyzici ale nedávno objevili možnost, jak napodobit tento jev ve fotonických krystalech.
Tyto struktury se používají v různých optických zařízeních i experimentech. Obvykle je tvoří materiály, co jsou uspořádané do periodických vzorů.
Dřívější teoretické studie předpovídaly, že by fotonické krystaly s prostorově narušenou strukturou měly měnit dráhu elektromagnetického záření velmi podobně jako vesmírné gravitační čočky. Říká se tomu pseudogravitace.
Japonský tým odborníků vedený Kyoko Kitamura z Tohoku University, pseudogravitaci otestoval v experimentu. Vytvořili fotonický krystal z křemíku, jemuž narušili strukturu, aby byla vhodným způsobem deformovaná. Pak na fotonický krystal svítili terahertzovým zářením.
Experiment byl navržený tak, že pokud by pseudogravitace nefungovala, paprsek záření by vyšel ven proti vstupu.
Laskavý čtenář již určitě uhodl, že se terahertzový paprsek odklonil ze své dráhy a šťastný japonský tým ho detekoval. Podle Kitamury a spol. by z toho mohla být zajímavá metoda pro manipulaci světelných paprsků v optických systémech a dalších podobných zařízeních.
Vzhledem k tomu, že jde o terahertzové záření, by se pseudogravitace mohla uplatnit ve vyvíjených 6G technologiích. Pro fyziky, co studují obtížně uchopitelnou gravitaci, by to rovněž mohl být zlatý důl.
Video: Photonic Crystals
Literatura
Experimentální kvantová kosmologie v laboratoři
Autor: Stanislav Mihulka (18.07.2014)
Nejmenší a nejodolnější rádio světa funguje díky defektům v diamantu
Autor: Stanislav Mihulka (20.12.2016)
Vědci stvořili časové krystaly a zároveň novou formu hmoty
Autor: Stanislav Mihulka (29.01.2017)
Diskuze:
Pseudo -
Pavel Gašperík,2023-10-22 11:07:44
Táto predpona evokuje a významovo znamená falošný , nepravý ...
Re: Pseudo -
Jirka Naxera,2023-10-22 15:03:48
Vsak to plne vystihuje ten experiment. Skutecny gravitacni experiment v labu vyzaduje kus neutronia (nemame), a hlavne tlak na udrzeni toho neutronia (nezname nic mensiho, nez neutronovou hvezku, co by to dokazalo).
Takze se delaji pokusy s "pseudo" nebo take "analog" gravitaci, ktere vyuzivaji skutecnosti, ze nejaky, uplne jiny (ale v labu uskutecnitelny) jev, se chova podle stejnych/podobnych rovnic jako jev spojeny s gravitaci.
jméno vědkyně
Josef Ž????rsk,2023-10-19 15:32:52
"Japonský tým odborníků, který vedl Kyoko Kitamura" ... vedlA
paní KITAMURA Kjóko (v českém přepisu), https://researchmap.jp/kyokokitamura
Pozor na "náhodné" objevy
Mintaka Earthian,2023-10-19 04:45:46
Tak bacha, aby se nakonec nezjistilo, že gravitace je jen "porucha v krystalické struktuře prostoru".
Re: Pozor na "náhodné" objevy
Roman Madala,2023-10-19 09:44:52
Ak by experiment použili na kvantovom poli, stačila by im minimálna energia na vytvorenie nulovej gravitácie. To už by ale nebola pseudogravitácia :)
Re: Re: Pozor na "náhodné" objevy
Jirka Naxera,2023-10-20 14:52:26
Zbytecne slozite. Nulovou gravitaci v prostredi (!= ne vakuu) muzete experimentalne dosahnout na nejblizsim vetsim mnozstvi vody.
V zajmu bezpecnosti experimentatora, s ohledem na pocasi, vrele doporucuji drazsi variantu experimentu, a to nejaky kryty bazen nebo aquapark.
(no, pisu to, jako bych si z toho delal legraci, ale fundamentalne je to naprosto to same, jako mnohem sofistikovanejsi experimenty vyuzivajici vsech moznych jevu. Ona Obecna relativita pusobi univerzalne. Ale pokud jste v nejakem prostredi, tak pusobi univerzalne, vcetne toho prostredi, a do vypoctu musite zahrnout kompletni system, jinak dostanete prekvapive "nefyzikalni" vysledky.
Kazdopadne, asi nejucinnejsi zpusob, jak vyrusit zemskou gravitaci v atmosfere, se jeste dlouho (mozna navzdy) bude jmenovat balon/vzducholod.)
Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Radoslav Pořízek,2023-10-18 23:42:41
Ono aj sklenena cocka ohyba svetlo podobne ako gravitacna cocka. Ale kvoli tomu nehovorime "pseudogravitace". A nemali by sme ani pri fotonickych krystaloch, lebo to s nou nijako nesuvisi.
Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Petr Petr,2023-10-19 06:47:06
Ano, bombastický termín. Ona je tak koncipována i ta originální publikace a výzkum (publish or perish). Navíc to není nic nového (pro znalé). Už v minulém století jsem se na VŠ dozvěděl (doc Jiří Čtyroký, nyní profesor), že optické vlnovody lze popisovat zakřivenými souřadnicemi (matematicky ekvivalentní obecné teorii relativity). Vytvořené čočky pak ohýbají světlo...
Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Petr Slachta,2023-10-19 11:36:27
Koukám, že tohle napadlo více lidí :-)
Re: Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Vojta Ondříček,2023-10-19 15:34:05
Jasně.
Vše průhledné ovlivňuje dráhu fotonů. I tekutiny a plyny (vzduch - fata Morgana).
Takže také "pseudogravitace"? To sotva.
Re: Re: Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Martin Novák2,2023-10-19 20:12:38
Čočky a fata morgana pracují na principu lomu světla na rozhraní dvou prostředí.Tenhle pokus ale funguje v prostředí bez rozhraní, světlo se neláme ale ohýbá. Ovšem ohyb paprsků v atmosféře je totéž.
Re: Re: Re: Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
M Hejtmanek,2023-10-20 10:09:25
Co je to takove rozhrani?
Pokud mam narusenou strukturu neceho, at uz prostorove nebo necistotami, neni to jen mnoho takovych mikro-rozhrani?
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Martin Novák2,2023-10-20 10:35:08
Není, ale jde to tak popsat. Třeba při ohybu paprsků slunce při západu/východu v atmosféře máte plynule se měnící hustotu vzduchu, tam opravdu není žádné rozhraní.
Uvedený pokus dělá totéž na mnohem kratší dráze, takže tam už asi nehomogenitu najdete z důvodu omezení materiálu.
Ah, ono je to vlastně jedno
Martin Novák2,2023-10-20 10:54:20
Máte vlastně pravdu, asi jde jen o změnu hustoty. Pokud je změna náhlá, je ohyb okamžitý a dostaneme lom. Pokud je postupná dostaneme ohyb. Stejně tak pro tyto krystaly.
Re: Ah, ono je to vlastně jedno
Jirka Naxera,2023-10-20 15:02:25
Bych tam taky kvalitativni rozdil nehledal, v obou pripadech (odraz/lom) jde o aplikaci Huygensova principu, ktery jde prelozit do selske logiky asi jako "svetlo se pohybuje po extremni draze (obvykle nejkratsi protoze nejdelsi je kolem celeho Vesmiru, ale pri pocitani optiky cerne diry je potreba zapocitat oboje)"
(pripade formulovat jako Feynmanovy drahove integraly)
A vysvetleni je proste - protoze temer vsechny ostatni drahy jsou v protifazi s nejakou jinou, takze se vyrusi.
Re: Re: Re: Re: Re: Ach ten bombasticky termin - pseudogravitace.
Radoslav Pořízek,2023-10-20 15:39:15
Ono to prostredie (rozhranie prostredia) nie je nic ine nez elektromagneticka (nie gravitacna) interakcia svetla s jednotlivymi casticami. Princip je teda uplne rovnaky, ako vo fotonickych krystaloch.
Ak sa daju makroskopicky tieto castice charakterizovat ako hustota optickeho prostredia, alebo rozhranie dvoch hustot optickeho prostredia, tak potom sa makroskopicky da spravnie zvazku fotonov charakterizovat ako ohyb a lom svetla. Ale stale sa to da cele odvodit zo zakladnych Maxwellovych rovnic aj v tom fotonickom krystali (ak tam nahodou netreba uz pouzit kvantovu mechaniku).
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
