Новый способ обнаружения вращающихся черных дыр

Новый способ обнаружения вращающихся черных дыр

Команда из Рочестерского университета показала, что колебания "скрученного света" может найти разнообразное применение: от поиска вращающихся черных дыр до обнаружения объекта лидаром (лайт-эквивалент радара).

Исследователи сообщают, что случайные колебания интенсивности такого источника, как Солнце, приводят к взаимозависимости скрученных световых пучков. Они показали наличие этих корреляций путем модификации классического эксперимента интерферометрии под названием Ханбери Браун - Твисса (НВТ).

Исследования группы Роберта У. Бойда (Robert W. Boyd) в Институте оптики Рочестера оптики позволяют предположить, что эти корреляции солнечного света (или другого подобного типа света) можно использовать при ряде поисков и обнаружения удаленных объектов, для чего предполагалось ранее применять лазеры и запутанные фотоны.

Новый метод может также предложить способ изучения астрофизических явлений, в которых скрученный свет содержит код. Например, вращающиеся черные дыры могли запечатлеть в нем определенный цифровой отпечаток - тот, который можно отыскать с этим новым угловым НВТ.

Новый способ обнаружения вращающихся черных дыр

Исследователи обнаружили, что колебания скрученных пучков случайного света, таких как солнечный, приводят к угловому эффекту Брауна и Твисса Фото: Андреас Ляпис

"Скрученный свет вокруг нас появляется естественным образом. И тем более случайный свет, где сильнее колебания скрученных пучков, которые формируют свет. Используя HBT интерферометрии мы смогли раскрыть эти корреляции, что дает возможность многообразного интересного применения".
Омар С. Маганья-Лоэза, вдущий автор исследования, доктор философии, член команды Бойда

В 1956 году Роберт Ханбери Браун и Ричард В. Твисса опубликовали революционную работу по оптической физике: их звездный интерферометр собрал свет, направляемый двумя независимыми источниками на звезды, а затем обнаружил свет в двух разных местах на Земле, что позволило им не только вычислить с большой точностью размер Сириуса, но и вызвало много дискуссий в этой области. Ученым казалось, что классическая и квантовая теории света предлагают различные прогнозы.

Эксперимент в Рочестере использует подобную установку, но следит за скрученным светом, который приобретает, по мере его распространения, форму штопора Он может закручиваться более или менее плотно, как предписано его орбитальным угловым моментом. Множество экспериментов, связанных со скрученным светом, выполнены с помощью лазеров - источников когерентного света. Эти опыты зависят от использования запутанных фотонов. Но новый эксперимент показывает, что свет звезды или других распространенных источников может применяться так же хорошо, как источник скрученного света.

"Генерация запутанных фотонов всегда является сложной задачей. Одно из преимуществ использования скрученных пучков случайного света - легкий и почти естественный процесс генерации. Кроме того, вместо одиночных детекторов фотонов можно применять стандартные детекторы. Это важно, поскольку ученые не будут ограничены работой при низком уровне освещенности, что открывает двери для некоторых иных способов использования. Как правило, применение запутанных фотонов вынуждает исследователей работать в темноте, в противном случае на эксперименты сильно влияет шум".
Омар С. Маганья-Лоэза

Но ученым ясно, что корреляции в скрученном свете не предлагают альтернативу для многих других видов применения, требующих запутанных фотонов.

Источник: Science Advances

 

Related posts:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Перед отправкой комментария решите простой примерчик! * Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.