I fisici sono già riusciti a dimostrare l'accelerazione dei raggi luminosi su superfici piane, dove l'accelerazione faceva sì che i raggi seguissero percorsi curvi. Tuttavia, il nuovo esperimento ha ampliato i confini di ciò che può essere mostrato in laboratorio. I fisici furono i primi a dimostrare l'accelerazione di un raggio di luce nello spazio curvo. Invece di muoversi lungo un percorso geodetico (il percorso più breve su una superficie curva), il raggio è stato deviato dal percorso a causa dell'accelerazione.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review X, “apre le porte a un nuovo campo di ricerca sui fasci accelerati. Fino ad ora l'accelerazione dei raggi è stata studiata solo in un mezzo con geometria piatta, come lo spazio libero piatto o in guide d'onda. In questo documento, i raggi ottici hanno seguito percorsi curvi in un mezzo curvo , afferma Anatoly Patsik, fisico dell'Israel Institute of Technology.
L'esperimento riuscito, condotto dai fisici dell'Israel Institute of Technology, dell'Università di Harvard e dell'Harvard-Smithsonian Astrophysical Center, aumenterà il potenziale di ricerca per ulteriori ricerche di laboratorio su fenomeni come le lenti gravitazionali. Conducendo tali esperimenti in laboratorio, gli scienziati saranno in grado di studiare i fenomeni predetti dalla teoria della relatività generale di Einstein in condizioni attentamente controllate.
In primo luogo, gli scienziati hanno accelerato un raggio laser facendolo rimbalzare su un modulatore di luce spaziale progettato per modulare l'ampiezza, la fase o la polarizzazione delle onde luminose. Il rimbalzo del raggio proveniente da questo dispositivo imprime uno specifico fronte d'onda sul raggio, che accelera mantenendo la sua forma. Gli scienziati hanno quindi puntato un laser accelerato all'interno di una lampada a incandescenza, che è stata dipinta per disperdere la luce e renderla visibile ai ricercatori.
Gli scienziati hanno osservato che muovendosi all'interno della lampada, il raggio deviava la traiettoria dalla linea geodetica. Confrontando questo movimento con un raggio che non stava accelerando, hanno scoperto che quando non c'era accelerazione, il raggio avrebbe seguito una linea.
Questa ricerca potrebbe essere il punto di partenza per la ricerca futura sui fenomeni che rientrano nella teoria della relatività generale di Einstein. Patsik ha affermato che “le equazioni della relatività generale di Einstein determinano, tra le altre cose, l'evoluzione delle onde elettromagnetiche nello spazio curvo. Risulta che l'evoluzione delle onde elettromagnetiche nello spazio curvo secondo le equazioni di Einstein è equivalente alla propagazione delle onde elettromagnetiche in un ambiente materiale, descritto dalla suscettibilità elettrica e magnetica, che può cambiare nello spazio.
Questo esperimento dovrebbe dare impulso allo sviluppo della ricerca sul tema del lensing gravitazionale e degli anelli di Einstein, del blue o redshift gravitazionale e molto altro ancora. In futuro, gli scienziati intendono studiare se i fasci di plasma (in cui il plasma oscilla invece della luce) possono anche accelerare nello spazio curvo.
Ilya Khel
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