Учёные хакнули время: свет зажигается в строго определённой точке пространства и времени

Учёные из Университета Ростока (Германия) и Бирмингемского университета (Великобритания) открыли удивительные вспышки света, которые появляются и исчезают в строго определённой точке пространства и времени. Профессор Александр Шамайт из Ростока описывает это явление как «библейское чудо»: из ничего внезапно появляется свет.

Мы привыкли думать, что время — это нечто линейное, всегда движущееся вперёд, как стрелка часов. В отличие от пространства, которое можно исследовать в любом направлении, время кажется односторонним: назад не повернёшь. Физики давно знали об этой особенности, ещё в 1927 году британский астрофизик Артур Эддингтон назвал это «стрелой времени». Но до сих пор учёные больше изучали пространство — как движутся звёзды, как формируются галактики. Время же оставалось в тени, словно скучный фон для космических событий. Однако новые исследования показали, что время — полноценный участник физических процессов, способный создавать удивительные явления.
Как учёные «поймали» свет?

Всё началось с интереса к так называемым пространственно-временным кристаллам — необычным структурам, которые повторяются не только в пространстве (как обычные кристаллы), но и во времени, словно тикающий космический метроном. Эти кристаллы заставили учёных задуматься: что, если время может быть не просто фоном? В своих лабораториях исследователи создали уникальный эксперимент, где световые вспышки возникают в точно заданный момент и в конкретной точке пространства. 
«Это, как если бы вы щёлкнули пальцами, и — бац! — свет зажёгся ровно там и тогда, где вы хотели», — рассказывает профессор Александр Шамайт из Ростока.

Как такое возможно? За этими вспышками стоит топология — раздел математики, который изучает, как объекты сохраняют свои свойства, даже если их сжимать, растягивать или искажать. В данном случае топология действует как невидимый щит, защищающий вспышки света от любых помех — будь то случайный шум, рассеянный свет или несовершенство оборудования. 

«Топология — это как строгий дирижёр, который заставляет свет подчиняться её правилам», — объясняет профессор Ханна Прайс из Бирмингема. Благодаря этому световые вспышки невероятно стабильны, в отличие от других известных состояний света, которые легко сбиваются с толку.

Эта устойчивость — находка для технологий. Представьте лазеры, которые работают без сбоев даже в сложных условиях, или системы связи, передающие данные с идеальной точностью через огромные расстояния. А может быть, новые методы визуализации, позволяющие заглянуть внутрь материалов или даже человеческого тела с максимальной точностью. Например, такие технологии могли бы улучшить медицинскую диагностику, помочь в создании сверхбыстрых интернет-сетей или поддерживать будущие миссии в космосе.

 Источник: PHYS ORG