Енбан Ли, старши лектор във Факултета по физика на Университета в Уолонгонг, е разработил проста, но ефективна техника за отклоняване на светлината с помощта на гравитацията. По този начин Ли оспори предположението на Алберт Айнщайн, че скоростта на светлината е постоянна и независима от движението на наблюдателя.

Астрофизиците отдавна използват термина „гравитационно лещиране“, за да обяснят феномена, при който светлината на далечна звезда се изкривява от гравитацията на плътните небесни тела по пътя ѝ. Това е пример за дуалността на светлината като частица и вълна, но изкривяването на светлината на планетата е било трудно.

Сега простото устройство на Енбан Ли, дълго около 90 см, може да изкривява светлината и би могло да отвори множество нови приложения за картографиране, мониторинг и навигационни системи.

Как работи устройството?

Устройството, разработено от Ли, е доста малко – височината му не надвишава един метър. То се състои от две намотки оптичен кабел, които, ако бъдат размотани, биха достигнали дължина от над 10 километра.

Устройството работи, като сравнява времевото закъснение между два лъча светлина, които преминават през оптичния кабел в спираловидните намотки и се връщат обратно. Времевите закъснения са много малки, често само няколко пикосекунди. Тези данни обаче са мащабируеми и помагат за регистриране на смущенията в лазерната светлина, причинени от гравитацията.

„Малките промени в гравитацията могат да разкрият критични промени под или около нас – от нивата на подземните води до натрупвания на магма под вулканите, които биха могли да предвещават бъдещи изригвания“, обяснява изследователят. „Нашите изследвания сочат, че технологиите за сензори на базата на светлина един ден може да предоставят нов начин за откриване и наблюдение на тези промени с много висока прецизност.“

Измерването на гравитацията вече се използва в минното дело, отбраната и геонауките, тъй като помага да се „види“ под повърхността чрез откриване на разлики в плътността на скали, минерали, вода и подземни тунели.

Повечето от тези сензори разчитат на механични системи, които регистрират вибрации и движения, което ограничава приложението им на движещи се платформи, като подводници и самолети.

От друга страна, детекторите на светлинна основа могат да преодолеят тези ограничения и да осигурят по-добра чувствителност и стабилност, като заемат малко място. Ли отбеляза, че устройството му работи в контролирани лабораторни условия, което е помогнало за калибрирането му. Работата му все още е в начален етап, но може да се използва за по-нататъшно проучване на взаимодействията между светлинните и гравитационните полета.

Физикът признава, че е необходима много повече работа, за да се идентифицират източниците на колебания в сигналите за времево закъснение, засечени от устройството. Докато работата в тази посока напредва, устройството поставя под въпрос и някои фундаментални предположения във физиката.

През 1905 г. Айнщайн е постулирал, че скоростта на светлината във вакуум е постоянна и не зависи от движението на наблюдателя. „Нашите експериментални резултати сочат, че фотоните могат да взаимодействат с гравитационното поле на Земята по начини, които биха могли да повлияят на начина, по който се разпространява светлината, което дава нова перспектива върху това отдавнашно предположение“, завършва Ли.

Снимка: Unsplash

Виж още: Razer показа най-тънката стъклена подложка за мишка, която изглежда ефектно, но и мъничко опасно