Необичайно поведение на пространство-времето: физиците откриха ново измерение, което е неизвестно

Физиците преосмислиха ролята на времето във физиката и откриха ново измерение на светлината. Тези светкавици се появяват и изчезват във въздуха и изглежда като магия, но това явление има научна основа.

Изследването е публикувано в списание Nature Photonics.

Времето е странно измерение, за разлика от трите измерения на пространството. Работата е там, че времето винаги върви напред и никога назад. Въпреки че физиците отдавна знаят за странността на времето, поради своята уникалност, времето, като измерение, което играе важна роля във физиката, е получило по-малко внимание от учените, отколкото измеренията на пространството.

Но напредъкът в изследването на така наречените пространствено-времеви кристали — обекти с повтарящи се характеристики във времето и пространството ни позволяват да преосмислим ролята на времето в разбирането на физиката. Учените решиха да разберат дали уникалността на времето може да доведе до нови ефекти, които могат да бъдат използвани.

Авторите на новото изследване направиха важно откритие в опит да отговорят на горния въпрос. По време на експерименти с пространствено-времеви кристали беше установено, че светлината е залепена за специална точка в пространство-времето. Учените казват, че проблясък на светлина се е появил от нищото и след това е изчезнал също толкова бързо. Тоест светлината е била в един точен момент във времето и в една точка в пространството.

Тези кратки светкавици всъщност не са случайни, а имат математическа основа. Физиците казват, че топологията е много важна част от математиката и всъщност в даден случай диктува появата на определено физическо поведение.

Поради това и естеството на времето, което се движи само напред, такива топологични събития в пространство-времето показват уникална устойчивост на външни смущения. Физиците са открили, че имат вътрешна защита срещу случайна повреда на експерименталните параметри, като например разсеяна светлина. Учените смятат, че това е, на което са податливи всички досега известни състояния на светлината. Такава защита може да позволи надеждно генериране на светлинни вълни в технологии като изображения, комуникации или лазери.

Резултатите от изследването показват, че преосмислянето на ролята на времето във физиката, както и взаимодействието му с топологията, има голямо значение за развитието на новите технологии.