Когда останавливается свет. Первое наблюдение феномена или приключения Алисы в Стране Чудес.
23 мая 2022, 12:06. Пресс-служба РНФ (Российский научный фонд). Российские ученые математически описали ситуацию, когда происходит самоостановка света - явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться. Результаты исследования, опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Фотоны - частицы света - в отличие от обычных частиц, из которых состоят все окружающие нас объекты, не имеют массы. Теория относительности гласит, что из-за этого единственная скорость, с которой они могут двигаться в пространстве, - скорость света, а находиться в состоянии покоя безмассовые частицы вообще не способны.
Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе (Санкт-Петербург) и Ганноверского университета имени Готфрида Вильгельма Лейбница (Германия) создали математическую модель, которая описывает условия и процесс остановки света.
«Эта удивительная ситуация может происходить, если фотоны движутся в определенных нелинейных средах, которые называют резонансными. Они обладают собственным свечением с такой же частотой, какую имеют попадающие на них фотоны. Благодаря этому колебания света поглощаются частицами среды, что приводит к передаче большого количества энергии от света материи. Одновременно возможен и обратный процесс передачи энергии от вещества свету», - рассказывает Николай Розанов, известный отечественный специалист в области лазерной физики и нелинейной оптики, член-корреспондент РАН и главный научный сотрудник ФТИ имени А. Ф. Иоффе и СПбГУ.
Авторы исследовали остановку фотонов на примере импульсов света крайне малой длительности - их могут излучать современные лазерные системы. Оказалось, что, проходя через резонансно поглощающую среду, частицы тесным образом начинают взаимодействовать с ней, формируя сильно связанные состояния возбужденной материи и света, которые можно рассматривать как некоторую новую частицу. Так, среда, обволакивая свет, создает «одетые фотоны», которые за счет такой «шубы» из вещества приобретают массу. Далее подобные образования могут вести себя по-разному: или продолжить двигаться в изначальном направлении с высокой скоростью (вплоть до скорости света), или изменить направление, или полностью остановиться. Поведение частицы зависит от ее энергетического состояния: иногда ей может быть более выгодно снизить скорость до нуля.
«Столь необычный эффект, который мы описали, пока представляет интерес с точки зрения академической науки. Световой импульс застревает в среде, не доходя до наблюдателя; в зависимости от некоторых параметров, он способен застревать на заданном расстоянии от границы среды. Это может иметь некий практический интерес: например, благодаря такому эффекту возможно нацелить свет на определенные объекты, расположенные внутри среды. Добавим, что здесь нет противоречий с фундаментальными физическими законами: речь идет о скорости движения светового импульса, в котором происходит активное поглощение света веществом и потом его испускание, а не о движении фотонов в пустом пространстве, которое всегда происходит со скоростью света», - рассказывает кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник физического факультета СПбГУ.
Источник: https://rscf.ru/news/release/rossiyskie-uchenye-rasskazali-kak-mozhno-ostanovit-svet/
Первое уникальное наблюдение. Объяснить необъяснимое.
Ранее мною был рассмотрен феномен, когда при падении и взрыве боеприпаса (в солнечный день) землю освещает яркий свет, как от прожектора, а на земле появляются тени - но источника излучения не видно. Его отсутствие вполне можно объяснить в рамках вышеизложенной теории.
Данный уникальный случай был подробно описан в моём материале https://erd-sol.livejournal.com/83822.html и его можно интерпретировать как прямое следствие проявления движения фотонов от источника излучения в условиях реальной, определенно нелинейной среды, возникшего в точке концентрированного высвобождения энергии и вспыхнувших резонансных явлений.
Так что это первый в мире зафиксированный и описанный случай, доказывающий правильность сей математической модели (и не только с точки зрения академической науки) - выдвинутой российскими учеными и описывающей ситуацию, когда происходит самоостановка света, а излучение от источника не доходит до наблюдателя, а застревает в среде, попав в так называемую «потенциальную яму» из которой фотоны уже не могут выйти.