彎曲空間內首次實現雷射光束加速 可模擬廣義相對論現象

[peter]

 

據物理學家組織網最新報導，在白熾燈泡殼內照射雷射，美國-以色列物理學家團隊第一次演示了彎曲空間內的光束加速實驗，實現了光束軌跡偏移。這一實驗可用於模擬並研究廣義相對論的引力透鏡等現象。

加速光束在非測地線軌跡上傳播，而不是像普通光束沿測地線軌跡傳播。來源：2018年美國物理學會

以前，科學家已經證實光束可以在平坦表面上被加速，加速度使其沿著彎曲而不是直線的軌跡行進。新實驗中發現，被加速的光束也並非沿著測地線（又稱大地線或短程線，可定義為空間中兩點的局域最短或最長路徑）移動，而是發生了偏移。

在實驗中，研究人員首先通過光調製器將普通雷射光束轉換成加速光束，其產生的光束既獲得了加速，又能保持形狀。然後將加速光束髮射到白熾燈泡殼中。

當光束沿著燈泡內部移動時，加速光束沿著一條偏離了測地線的軌跡運動。為了進行比較，研究人員還在燈泡內發射了一束普通雷射光束，其按照規律沿測地線行進。通過測量兩種軌跡的差異，可以確定加速光束的加速度。

雖然平面加速光束的軌跡完全由光束寬度決定，但新研究表明，曲面加速光束的軌跡，由光束寬度和表面曲率共同決定。

研究人員說，在曲面上加速光束有各種各樣的潛在應用，其中之一就是模擬廣義相對論現象，以進一步研究諸如引力透鏡效應、愛因斯坦環、引力藍移或紅移等模擬效應。此外，研

文章發表在最近一期《物理評論X》期刊上，描述了這一由以色列理工學院物理學家和美國哈佛大學團隊聯合完成的突破性實驗。現在，該團隊正在研究光線在最薄的彎曲膜中傳播的可能性，以及雷射光束會否影響薄膜厚度等問題。


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