Figur 1. (a) Optiska pulser som sprider sig i två olinjära, kopplade fiberöglor av något olika längder, används för att utforska olinjär ljusutveckling i (1+1) D -galler, visas schematiskt i (b). I denna kartläggning, ljusintensiteten är en funktion av den diskreta positionen i gallret, n , och utvecklas med avseende på det diskreta tidssteget, m . Att slutföra en rundresa i den korta (långa) slingan i det verkliga systemet i (a) motsvarar att resa från nordost (nordväst) till sydväst (sydost) i det effektiva gallret i (b). Akusto-optiska modulatorer (AOM) och erbiumdopade fiberförstärkare (EDFA) används för att kompensera för förluster. En fasmodulator (PM) i varje slinga gör att vi kan inducera godtyckligt utformade utrymme- och tidsberoende potentialer. (c) Motsvarande fotoniska band i den linjära (Γ =0) regimen. (d), (e) Bogoliubov -dispersionerna (2) ovanpå ett kondensat beläget vid Q =0 i det nedre bandet [cirkel i (c)] för (d) linjära och (e) olinjära (ΓI0 =0,2) system. Lutningen för den raka blå streckade linjen indikerar ljudets hastighet (3). Den röda (svarta) färgen på varje kurva indikerar det positiva (negativa) värdet av bandets Bogoliubov -norm. Upphovsman:DOI:10.1103/PhysRevLett.127.163901
Ett team av forskare från Friedrich-Schiller-universitetet Jena, Universit di Trento och University of Birmingham har utvecklat ett sätt att "lyssna" på ljud som genereras i en vätska av ljus. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver deras arbete och dess möjliga användning som ett nytt sätt att studera vätskor.
Tidigare forskning har visat att under normala omständigheter, ljuset rör sig i en rak linje och påverkas inte av andra ljusstrålar. I denna nya insats, forskarna har skapat ett system där ljuspulser interagerar och tillsammans beter sig på sätt som tyder på en supervätska.
Teamets arbete innebar att bygga en enhet som kan simulera beteendet hos en supervätska - en som flyter utan att bromsa på grund av friktion - och sedan testa den genom att lyssna på det "ljud" som genererades. Enheten var gjord av fiberkablar som formades till ett nät på ett sådant sätt att de tillät användning av "syntetiska" dimensioner-med användning av temporära frihetsgrader som en stand-in för rumsliga frihetsgrader. Nätet skapades genom att först bygga par kablar som slingades i cirklar av två olika storlekar och sedan kopplade ihop dem med en stråldelare. En ljuspuls skulle då spillas ut och resultaten skickas genom båda de två slingorna. Under ett sådant arrangemang, ljus skulle sprida sig genom den kortare slingan snabbare än genom den längre slingan-sålunda skulle de två pulserna tidsförskjutas respektive till varandra med delintervallen som rollen som effektiva rumsliga platser. Teamet kopplade sedan ihop flera looppar för att skapa ett nät. Under ett sådant scenario, flera ljuspulser överlappade inom en given slinga och därmed ändrade systemets beteende från att efterlikna en gas till att efterlikna en supervätska.
Forskarna mätte sedan "hastigheten" för "ljudet" som genereras av systemet när ljuset rörde sig genom det som en vätska. I deras system, "ljud" representerades av vågor som sprider sig i en syntetisk dimension. Således, deras hastighetsmätning var faktiskt en mätning av simulerade krusningar som sprider sig genom nätet - och det överensstämde med hydrodynamisk teori, visar att deras tillvägagångssätt fungerade som avsett. Teamet testade också möjligheten att dra ett simulerat objekt genom systemet. De föreslår att deras tillvägagångssätt skulle kunna användas som ett nytt sätt att studera vätskebeteende.
© 2021 Science X Network
