Naukowcy opracowali specjalny kryształ, który potrafi zakrzywiać trajektorię światła w sposób przypominający efekt występujący wokół czarnych dziur, znany jako „pseudograwitacja.”

Nowy kryształ potrafi zakrzywiać światło, sprawiając, że odbiega ono od swojej zwykłej prostej ścieżki. Zjawisko to, nazwane pseudograwitacją, może znaleźć zastosowanie w technologii 6G, która umożliwiałaby bezprzewodową transmisję informacji z ultrawysokimi prędkościami. Ponieważ kryształ imituje to, co dzieje się, gdy światło przechodzi obok czarnych dziur i innych obiektów o ogromnej gęstości w przestrzeni kosmicznej, nowa technika może również być używana do badania tzw. grawitacji kwantowej, teorii, która połączyłaby mechanikę kwantową z teorią względności Alberta Einsteina.

Według teorii względności światło i inne fale elektromagnetyczne mogą być wpływane przez siły grawitacyjne. Nazywa się to soczewkowaniem grawitacyjnym, którego astronomowie często używają do badania masowych obiektów kosmicznych, takich jak kwazary. Odtworzenie tego efektu w środowisku laboratoryjnym jest trudne ze względu na potrzebę ogromnej masy, ale naukowcy od dawna podejrzewali, że można by go naśladować, wykorzystując materiały krystaliczne.

Aby to zrobić, Kyoko Kitamura, profesor w szkole doktorskiej inżynierii na Uniwersytecie Tohoku w Japonii, i jej koledzy, zaczęli od kryształów fotonicznych, które to kryształy składają się z dwóch lub więcej układów rozmieszczonych w regularnym, siatkowym wzorze i są zdolne do spowalniania przechodzącego przez nie światła. Zespół stopniowo zniekształcił te kryształy, zakłócając sieć krystaliczną, a następnie przepuszczał przez nie wiązki światła, obserwując, jak się one odchylają.

„Tak jak grawitacja zakrzywia trajektorię obiektów, opracowaliśmy sposób na zakrzywianie światła w określonych materiałach,” powiedziała Kitamura w oświadczeniu.

Manipulacja światłem w ten sposób jest jedną z potencjalnych ścieżek rozwoju technologii komunikacji kolejnej generacji, która będzie wymagała przesyłania informacji w paśmie terahercowym, czyli powyżej 100 gigaherców. (Technologia 5G osiąga maksymalnie 71 gigaherców.) Badacze wierzą, że kreatywne manipulacje światłem to sposób na osiągnięcie tych częstotliwości. Nowy materiał może również znaleźć zastosowanie w badaniach.

Wyniki pokazują, że kryształy fotoniczne mogą wykorzystywać efekty grawitacyjne, otwierając nowe możliwości w dziedzinie fizyki grawitonów,” powiedział współautor badania Masayuki Fujita, adiunkt na Uniwersytecie Osaki w Japonii, w oświadczeniu.

Grawiton to hipotetyczna cząstka kwantowa, która przekazywałaby siłę grawitacji. Dotychczas nie zaobserwowano takiej cząstki, ani naukowcy nie rozwiązali jeszcze, jak miałaby ona wyglądać w teorii.

Źródło: Space