Även om det låter som något direkt ur science fiction, att kontrollera ljusets hastighet har faktiskt varit en långvarig utmaning för fysiker. I en studie som nyligen publicerades i Kommunikationsfysik , forskare från Osaka University genererade lätta kulor med mycket kontrollerbara hastigheter.

Enligt Albert Einsteins relativitetsprincip, ljusets hastighet är konstant och kan inte överskridas; dock, det är möjligt att styra grupphastigheten för optiska pulser.

För närvarande, den spatiotemporala kopplingen av optiska pulser ger en möjlighet att styra grupphastigheten för tredimensionella optiska vågpaket utan diffraktion, känd som "ljuskulor, " i ledigt utrymme.

I deras tidigare studie ( Vetenskapliga rapporter ), denna grupp fann att genom att deformera pulsfronten för optiska pulser och hålla fasfronten oförändrad, hastigheten och accelerationen för de genererade flygande Bessel-Gaussian (diffraktions- och dispersionsfria) ljuskulorna kan kontrolleras.

"Dock, problemet är att endast en bestämd rörelseform, till exempel, superluminal eller subluminal för hastighet och accelererande eller inbromsande för acceleration, kan uppnås i en enda fortplantningsväg, " förklarar motsvarande författare Zhaoyang Li.

I denna nyligen förbättrade metod, genom att använda kombinationen av en deformerbar spegel och en rumslig ljusmodulator, pulsfronten på optiska pulser kan deformeras godtyckligt, vilket resulterar i lätta kulor med godtyckligt variabla hastigheter (och accelerationer) under en enda utbredningsbana; t.ex., subluminal följt av superluminal och/eller accelererande följt av retardation.

"Denna lätta kula utan diffraktion med nästan programmerbara flyghastigheter kan ge nya möjligheter inom ett brett spektrum av tillämpningar, såsom kommunikation i fritt utrymme, bioavbildning, optisk detektering och bearbetning, partikelacceleration och manipulation, strålningsgenerering, bland andra, säger Zhaoyang Li.