Завихрените лазерни лъчи могат да пренасят информация с помощта на гравитационни вълни
Скорошно изследване показва опцията за потребление на усукани лазерни лъчи за основаване на гравитационни талази – благодарение на Беселови лъчи. Това достижение може да докара до основаването на информационни системи с по-надеждно и дейно прекачване на данните. То би могло да обезпечи и нов инструмент за проучване на комплицираните астрофизични феномени.
Непрестанното проучване на опциите за връзка накара учените да се извърнат към астрофизичните феномени като гравитационните талази, с цел да намерят нови способи за транспорт на информация. В тази връзка в едно скорошно изследване се преглежда опцията за потребление на завихрящи се лазерни лъчи за генериране на направлявани гравитационни талази, което отваря нова глава в проучванията в региона на физиката и връзките.
В това проучване, ръководено от Университета Гренобъл-Алпи, Франция, се изследват опциите на Беселовите лъчи във високочестотния режим и се преглеждат последствията от тази технология за ефикасното предаване на сигурни известия. Работата е оповестена в платформата за предпечатни изявления arXiv и чака партньорска инспекция.
Съвършено нова област за проучвания
Гравитационните талази, събитие, предсказано от общата доктрина на относителността на Айнщайн, са талази в пространство-времето, подбудени от ускореното придвижване на солидни обекти, като да вземем за пример черни дупки. Те са обект на интензивни проучвания, целящи да разгадаят някои от тайните на нашата Вселена.
В този подтекст проучването, ръководено от Килиан Мартино и сътрудниците му, се характеризира с оригиналност на метода. Изследователите учат способността на завихрената светлина, форма на светлината, която има орбитален ъглов миг, да генерира гравитационни талази във високочестотен режим. По-конкретно, тяхното проучване преглежда Беселовите лъчи – решения на уравненията на Максуел, описващи електромагнитните талази.
Беселовите лъчи
Името на Беселовите лъчи идва от математика Фридрих Бесел поради връзката им с функционалностите на Бесел, които са решения на диференциалното уравнение на Бесел.
За разлика от елементарните Гаусови лъчи, които се разсейват с увеличение на дистанцията, Беселовите лъчи имат забележителното свойство да се трансформират след сблъскване с затруднение, което ги прави недифрактивни. Това свойство значи, че Беселовите лъчи могат да запазят формата си на огромни дистанции, без да се разсейват, което е изключително потребно за разнообразни приложения, като микроскопията, манипулирането на частици и, както беше упоменато, генерирането на гравитационни талази.
Беселовите лъчи могат да бъдат основани благодарение на специфични оптични детайли – аксикони, които преобразуват Гаусовите лъчи в Беселови лъчи. Уникалните свойства на Беселовите лъчи, като да вземем за пример способността им да се популяризират без дифракция и да се възвръщат от трудности, ги вършат извънредно скъпи във физиката и приложната оптика, позволявайки нови подходи и опити в проучването на светлината и електромагнитните талази.
Завихрената светлина и гравитационните талази
Усуканите (завихрените) лазерни лъчи са нова технология, която употребява светлинни лъчи с орбитален ъглов миг, който разрешава на фотоните да се движат по спираловидна траектория. Тази неповторима характерност дава опция на завихрените лазери да придвижват доста количество сила, което ги прави изключително забавни за генериране на гравитационни талази.
Могат да се модулират характерни свойства на генерираните гравитационни талази, като периодичност, тип на поляризацията и посока на лъчение. Изследователите могат да контролират параметрите на лазерния подтик, като да вземем за пример неговата дълготрайност и активност, както и оптичната верига, с цел да управляват точно тези свойства. Това значи, че теоретично учените могат да основават гравитационни талази с подобаващи характерности за съответни приложения.
Последствията за науката
Възможността за манипулиране на гравитационните талази в дребни мащаби открива необятен набор от благоприятни условия в разнообразни области на научните проучвания. В региона на фундаменталната физика тя може да разреши да се ревизират и потвърдят теориите за природата на пространство-времето и гравитацията.
В региона на връзките неповторимите свойства на гравитационните талази, като да вземем за пример способността им да минават през материята, без да се трансформират, могат да създадат допустимо основаването на извънредно безвредни и ефикасни информационни системи. Предаваната посредством гравитационни талази информация би била устойчива на разстройства и подслушване, което би осигурило ненадминато равнище на сигурност при предаването на информация.
Освен това гравитационните талази, като галактически пратеници, могат да дават скъпа информация за небесни обекти и астрофизични феномени, която не е налична посредством обичайните способи за наблюдаване – основаването на радари работещи с гравитационни талази. По този метод учените могат индиректно да изследват към момента неразучени галактически феномени.
