Autorzy nowej pracy stworzyli metamateriały o zerowym indeksie i oferują nowy wgląd w podstawy kwantowej
Od zarania fizyki kwantowej ruchświatło i jego oddziaływanie z obiektami zostały opisane matematycznie przez pryzmat jego energii. W 1900 roku Max Planck wykorzystał energię, aby wyjaśnić, w jaki sposób ogrzane obiekty emitują światło. Stało się to przełomowym badaniem w dziedzinie mechaniki kwantowej. W 1905 roku Albert Einstein użył energii, wprowadzając koncepcję fotonu.
Każdy obiekt posiadający masę i prędkość mapęd — od atomów, przez kule, po asteroidy — a pęd można przenosić z jednego obiektu na drugi. Pistolet charakteryzuje się odrzutem, który pojawia się podczas wystrzału, w wyniku przeniesienia pędu pocisku na pistolet.
W mikroskopijnej skali atom odbija się,kiedy emituje światło, ponieważ pęd fotonu został do niego przeniesiony. Odrzut atomowy, po raz pierwszy opisany przez Einsteina, jest podstawową właściwością rządzącą emisją światła.
Ale sto lat po Plancku i Einsteiniepojawiła się nowa klasa metamateriałów, dzięki której te fundamentalne zjawiska przestają być tak oczywiste. Nowe metamateriały mają współczynnik załamania światła bliski zeru. Oznacza to, że gdy światło przez nie przechodzi, nie rozchodzi się jako fala. Zamiast tego fala rozciąga się w nieskończoność, tworząc stałą fazę. Kiedy tak się dzieje, wiele typowych procesów mechaniki kwantowej przestaje działać, w tym odrzut atomowy.
Dzieje się tak, ponieważ w tych metamateriałach pęd fali światła staje się zerowy, a gdy pęd fali wynosi zero, dzieją się dziwne rzeczy - powiedzieli autorzy.
„Podstawowe procesy radiacyjne nie sąwystępują w prawie zerowych materiałach 3D” – mówi Michael Lobet, pracownik naukowy w Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). „Jak widać, ta praca kwestionuje podstawowe prawa mechaniki kwantowej”.
Czytaj więcej:
Oglądaj na żywo, jak asteroida wielkości autobusu zbliża się do Ziemi
Astronomowie znaleźli planetę w pobliżu Ziemi: ma bardzo dziwną orbitę
Poluje się na nią od wieków: co wiemy o planecie Vulcan obok Słońca?