Физиклар Пенроуз ғоясини амалда синаб кўрди: ёруғликдан тез ҳаракатдан энергия олинди

Нью-Йорк Шаҳар университети Илғор илмий тадқиқотлар маркази (АСРК) физиклари электромагнит тўлқинлар учун ёруғлик тезлигидан юқори тезликда айланувчи объектни тақлид қилувчи ноёб қурилмани яратди. Натуре илмий нашрида эълон қилинган тажриба илк бор Пенроуз–Зелдович механизмини — айланувчи жисм тўлқинга ўз энергиясини бериб, уни кучайтириш жараёнини назариядан амалиётга олиб чиқди. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Ушбу илмий принцип машҳур физик Рожер Пенроуз ғоясига бориб тақалади. Унга кўра, қора туйнукнинг эргосферасига тушиб қолган заррачанинг бир қисми воқеалар гажари ортига ўтиб кетади, иккинчи қисми эса дастлабки заррачага нисбатан кўпроқ энергия билан қора туйнук атрофини тарк этиши мумкин. Кейинчалик Яаков Зелдович бу механизмни умумлаштириб, етарлича юқори тезликда айланувчи ҳар қандай объект унга тушаётган тўлқинга энергия узата олишини кўрсатиб берган эди.

Синтетик ҳаракат орқали чекловларни енгиш

Бироқ мазкур назарияни амалда текшириш узоқ вақт давомида имконсиз бўлиб қолган эди, чунки бирон-бир жисмни механик равишда бундай фавқулодда тезликларгача айлантиришнинг иложи йўқ. Андреа Алу бошчилигидаги тадқиқот гуруҳи жисмоний айланишни фазовий-вақтли муҳит модуляцияси натижаси бўлган синтетик ҳаракат билан алмаштириш орқали ушбу чекловни четлаб ўтишга муваффақ бўлди.

ixbt.com маълумотига кўра, қурилма бир нечта резонаторлардан иборат ҳалқадан иборат бўлиб, уларнинг хоссалари қатъий белгиланган дастур бўйича ўзгариб туради. Бу тўлқиннинг гўё шиддат билан айланувчи объект ичида тарқалаётгандек ҳаракат қилишига сабаб бўлади. Қурилманинг ўзи қўзғалмас бўлиб қолса-да, ҳалқа бўйлаб ҳаракатланувчи модуляция нақши механик чегараларга боғланган эмас, шунинг учун самарали айланиш тезлиги ёруғлик тезлигидан ошиб кетиши мумкин.

Параметрик жараёнлар ва амалий истиқболлар

Самарали тезлик ёруғлик тезлигидан ошганида, бундай фазовий-вақтли кристаллнинг зона тузилмасида бурчак моменти учун тақиқланган тирқишлар ҳосил бўлади. Айнан шу ерда параметрик жараёнлар ишга тушади: керакли айланиш хусусиятларига эга бўлган тўлқинлар синтетик айланишдан энергияни тортиб олиб, кучайишни бошлайди.

Муаллифларнинг таъкидлашича, ушбу ёндашув тўлқин ва моддий муҳит ўртасидаги ўзаро таъсирнинг мутлақо янги усулини яратади. Бунда танланган хусусиятларга эга тўлқинлар синтетик айланишдан энергия олиб, кенг полосали танланма кучайишни таъминлайди.

Синтетик ҳаракат экстремал айланма динамикани соф назария соҳасидан амалий тажрибага олиб чиқиши астрофизика, тўлқин ва квант физикаси учун фундаментал аҳамиятга эга. Шу билан бирга, мазкур технология алоқа тизимлари, оптика ва фотоника соҳаларида амалий истиқболларни очиб беради. Тадқиқотчиларнинг навбатдаги мақсади ушбу усулни маълумотларни қайта ишлашнинг амалий вазифаларига, жумладан, квант тизимларига мослаштиришдан иборат.