Fisikawan Membuat Mesin yang Mematahkan Aturan Normal tentang Cahaya


Fisikawan telah membangun cincin di mana pulsa cambuk cahaya melingkari satu sama lain dan aturan normal yang mengatur perilaku cahaya tidak lagi berlaku.

Dalam keadaan normal, cahaya menampilkan simetri fisik anak-anak tertentu. Pertama, jika Anda memutar kaset perilaku cahaya ke depan dan kemudian mundur, Anda akan melihatnya berperilaku dengan cara yang sama bergerak di kedua arah dalam waktu. Ini disebut simetri pembalikan waktu. Dan kedua, cahaya, yang dapat bergerak melalui dunia sebagai gelombang, memiliki apa yang disebut polarisasi: bagaimana ia berosilasi relatif terhadap gerakan gelombang. Polarisasi itu biasanya tetap sama, memberikan jenis simetri yang lain.

Namun di dalam perangkat berbentuk cincin ini, cahaya kehilangan simetri pembalikan waktu dan mengubah polarisasi. Di dalam cincin, gelombang cahaya memutar lingkaran dan beresonansi satu sama lain, menghasilkan efek yang biasanya tidak ada di dunia luar. [The 10 Most Outrageous Military Experiments]

Para peneliti sudah tahu bahwa, dalam keadaan tertentu, ketika cahaya memantul di dalam cincin optik, itu bisa kehilangan simetri pembalikan waktu. Puncak gelombangnya tidak muncul pada titik di mana simetri menentukan mereka harus berada di dalam cincin optik. Namun dalam sebuah makalah baru, yang diterbitkan Kamis (10 Januari) dalam jurnal Physical Review Letters, tim dari National Physical Laboratory menunjukkan bahwa ini dapat terjadi pada saat yang sama dengan perubahan spontan dalam polarisasi.

Ketika tim memompa pulsa sinar laser dengan hati-hati ke dalam perangkat yang disebut "resonator cincin optik," puncak cahaya mengatur diri mereka dengan cara yang mustahil di bawah simetri pembalikan waktu. Ketika mereka saling melingkari, mereka membentuk pola yang hanya bekerja dalam satu arah waktu. Pada saat yang sama, cahaya kehilangan polarisasi vertikal – gelombangnya berhenti bergerak dengan cara yang benar-benar naik-turun dan bukannya membentuk elips.

Penelitian ini, kata fisikawan dalam sebuah pernyataan, membuka pintu baru untuk memanipulasi cahaya. Ini akan memungkinkan para peneliti untuk bekerja dengan lebih presisi dan menghasilkan desain baru untuk rangkaian optik yang masuk dalam perangkat seperti jam atom dan komputer kuantum. Dan ia memberi tahu sains tentang cahaya yang belum pernah diketahui sebelumnya.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.