porquê testemunhar a um filme ao contrário, os físicos acabam de provar uma novidade técnica para a reversão temporária de uma vaga de luz óptica.

Isso não quer proferir que eles inverteram o fluxo do tempo; em vez disso, eles encontraram uma maneira de induzir uma vaga óptica a percorrer um caminho para a frente na direção oposta, retornando ao seu ponto de origem.

É a primeira vez que a reversão horária das ondas ópticas é alcançada com controle totalidade sobre todos os graus de liberdade da luz simultaneamente.

Isso seria um grande sucesso por si só, mas o superior intensidade de controle espaço-temporal necessário tem implicações para aplicações porquê imagem, óptica não linear e micromanipulação.

A reversão temporária das ondas ocorre quando uma vaga, que se propagou por um meio, é retransmitida de tal forma do outro lado que viaja com precisão seu caminho até a nascente. Os dois caminhos são matematicamente exatamente iguais, exceto pela direção do tempo.

Isso foi conseguido com ondas de baixa frequência, porquê ondas acústicas, ondas de chuva e, no espectro eletromagnético, microondas. Os físicos também alcançaram anteriormente o controle espaço-temporal parcial das ondas ópticas; mas frequências muito mais altas de ondas ópticas são mais difíceis de medir e, portanto, de controlar.

É isso que torna o trabalho dos físicos da Universidade de Queensland (UQ) na Austrália e do Nokia Bell Labs tão notável.

“Imagine lançar um pulso pequeno de luz de um pequeno ponto através de alguns materiais dispersos, porquê a névoa”, explica o físico da UQ Mickael Mounaix.

“A luz começa em um único lugar no espaço e em um único ponto no tempo, mas se dispersa à medida que viaja pela névoa e atinge o outro lado em muitos lugares diferentes em muitos momentos diferentes. uma forma de medir com precisão de onde vem toda essa luz dispersa e a que horas, depois produzir uma versão “retroativa” dessa luz e enviá-la de volta pela névoa. “

Essa luz reemitida viaja pelo processo de espalhamento original para retornar ao ponto único, a partir do qual o primeiro lio foi emitido, em um único ponto no tempo.

O dispositivo do equipamento consiste em um modelador de pulso, para manipular a forma dos pulsos do laser, e uma conversão de luz multiplanar, que permite ao equipamento transformar espacialmente a luz.

Dessa forma, os pesquisadores podiam controlar a luz em dois graus espaciais (amplitude e tempo), muito porquê em um intensidade temporal à medida que ela viajava pela ligamento óptica.

Os pesquisadores dizem que a vaga investida no tempo resultante pode ser comparada a uma nuvem de luz de paisagem aleatória.

“Para produzir essa nuvem de luz, você precisa pegar uma mundo de luz inicial voando para o sistema e esculpi-la na estrutura 3D desejada.” diz o físico da UQ Joel Carpenter.

“Essa estátua deve ocorrer em trilhões de segundos, por isso é muito rápida para esculpir com qualquer segmento traste ou sinal elétrico. Pense nisso porquê atirar uma mundo de greda em subida velocidade por um dispositivo estático sem partes móveis, que corta a mundo, desvia as peças e depois as recombina para produzir uma estátua de saída, tudo enquanto o barro voa sem nunca amenizar ”.

(Mounaix et al., Nature Communications, 2020)

O controle sensacional apanhado pela equipe pode ser visto em uma série de imagens. Eles ajustaram o dispositivo de modo que, na extremidade distal, a luz formasse formas, porquê as letras do alfabeto ou um rosto sorridente.

Embora as imagens sejam lindas, elas também são de grande interesse: este nível de controle pode permitir que você focalize uma vaga em uma superfície que pode ser impossível de compreender por meios tradicionais. O próprio meio pode ser usado para focar a luz espalhada.

“Este novo tipo de controle em ótica”, pesquisadores escrevem em seus trabalhos, “poderia penetrar muitas possibilidades que não são somente generalizações de demonstrações anteriores para fenômenos de baixa frequência, com aplicações porquê microscopia não linear, micromecanização, óptica quântica, conquista óptica, nanofotônica e plasmônica, amplificação óptica e outros novos fenômenos espaço-temporais não lineares, interações e fontes “.

A pesquisa foi publicada em Comunicações sobre a natureza.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!