Fotonik kristaller, yerçekiminin etkisini simüle etmek için ışığı büker

İşbirliğine dayalı bir araştırmacı grubu, ışığın davranışını sanki yerçekiminin etkisi altındaymış gibi manipüle etti. 28 Eylül 2023’te Physical Review A dergisinde yayınlanan sonuçların optik ve malzeme bilimi dünyası için geniş kapsamlı etkileri var ve 6G iletişiminin gelişimi açısından önem taşıyor.

Albert Einstein’ın görelilik teorisi, ışık ve terahertz elektromanyetik dalgalar da dahil olmak üzere elektromanyetik dalgaların yolunun yerçekimi alanları tarafından saptırılabileceğini uzun zamandır kanıtlamıştır.

Bilim adamları son zamanlarda teorik olarak yerçekiminin (yani sözde yerçekiminin) etkilerini kopyalamanın, düşük enerji (veya frekans) bölgesindeki kristalleri deforme ederek mümkün olabileceğini öne sürdüler.

Tohoku Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Profesör Kyoko Kitamura, “Fotonik kristallerdeki kafes bozulmasının sahte yerçekimi etkileri üretip üretemeyeceğini araştırmaya başladık” dedi.

Fotonik kristaller, bilim adamlarının ışığın davranışını manipüle etmelerini ve kontrol etmelerini sağlayan, kristallerin içindeki ışık için “trafik denetleyicileri” görevi gören benzersiz özelliklere sahiptir. Işıkla etkileşime girmek ve ışığı yavaşlatmak için düzenli, tekrarlanan bir düzende farklı yeteneklere sahip iki veya daha fazla farklı malzemenin periyodik olarak düzenlenmesiyle inşa edilirler. Ayrıca fotonik kristallerde adyabatik değişimlerden kaynaklanan yalancı yerçekimi etkileri de gözlemlenmiştir.

Kitamura ve meslektaşları, kafes distorsiyonunu ekleyerek fotonik kristalleri değiştirdiler; Protonlanmış kristallerin kafes benzeri desenini bozarak elementler arasındaki düzenli aralığın kademeli olarak bozulması. Bu, kristallerin ışık şeridi yapısını manipüle ederek, tıpkı bir kara delik gibi devasa bir gök cisminden geçen bir ışık ışınında olduğu gibi, ortada kavisli bir ışın yolu ile sonuçlandı.

Spesifik olarak, başlangıç ​​kafes sabiti 200 μm ve terahertz dalgaları olan, deforme olabilen bir silikon fotonik kristal kullandılar. Deneyler bu dalgaların sapmasını başarıyla göstermiştir.

Kitamura, “Tıpkı yerçekiminin nesnelerin yolunu bükmesi gibi, biz de belirli malzemelerin içindeki ışığı bükmenin bir yolunu bulduk” diye ekliyor. Osaka Üniversitesi’nden Yardımcı Doçent Masayuki Fujita, “Terahertz aralığında düzlem içi ışın yönlendirmesi, 6G iletişiminde kullanılabilir” dedi ve şöyle devam etti: “Akademik açıdan, sonuçlar, fotonik kristallerin yerçekimsel etkilerden yararlanarak bilim alanında yeni yollar açabileceğini gösteriyor.” Graviton fiziği.” .

Yayın ayrıntıları:

Başlık: Elektromanyetik dalgaların deforme olabilen fotonik kristallerde sahte yerçekimi nedeniyle saptırılması

Yazarlar: Kanji Nanjyo, Yuki Kawamoto, Hitoshi Kitagawa, Daniel Hedlund, Masayuki Fujita, Kyoko Kitamura

Dergi: Fiziksel İnceleme A

Dijital Kimlik: 10.1103/PhysRevA.108.033522