Fizikusok egy 350 éves tételt használnak, hogy feltárják a fényhullámok új tulajdonságait

Christian Huygens, holland matematikus, fizikus, csillagász. A csapat egy mechanikai tételt alkalmazott, melyet eredetileg Huygens dolgozott ki 1673-ban egy ingákról szóló könyvben, ami megmagyarázza, hogy egy objektumot forgató energia hogy változik az objektum tömegétől és a tengelytől függően, ami körül forog. A tétel leírja a tömeg és az azt forgató lendület közti kapcsolatot. (Fotó:Caspar Netscher: Christiaan Huygens, 1671)

A 17.század óta, amikor Isaac Newton és Christiaan Huygens először megvitatták a fény természetét, a tudósok azon tépelődnek, hogy a fény hullám, vagy részecske - vagy talán, kvantumszinten mindkettő egyszerre. Most a Stevens Műszaki Intézet kutatói egy új kapcsolatot mutattak ki a két perspektíva között, egy 350 éves mechanikai tételt alkalmazva - amit rendszerint nagy, fizikai objektumok, mint az ingák, és bolygók, mozgásának leírására alkalmaznak, - hogy megmagyazázzák a fényhullámok legkomplexebb viselkedéseit. - írja a  Stevens Műszaki Intézet a phys.org-on.

Xiaofeng Qian, a Stevens fizika professzora által vezetett munkáról a Physical Review Research magazin online számában számoltak be augusztus 17-én, és a munka első ízben azt is bizonyítja, hogy

a fényhullám nem kvantumösszefonódásának mértéke közvetlen és komplementer kapcsolatban van polarizációs fokával. Amint az egyik emelkedik, a másik esik,

így közvetlenül következtetni lehet az összefonódás szintjére a polarizációs szintre és fordítva.az összefonódás szintre. Ez azt jelenti, hogy a nehezen mérhető optikai tulajdonságok, mint például az amplitúdók, fázisok és korrelációk - talán még a kvantumhullám rendszereké is - levezethetők a fényintenzitásból, ami sokkal könnyebben mérhető.

Qian azt nyilatkozta, hogy több, mint egy évszázada tudjuk, hogy a fény időnként hullámként, és időnként részecskeként viselkedik, de a két keretmunka kibékítése rendkívül nehéznek bizonyult. Azt mondja a munkájuk nem oldja meg a problémát- de megmutatja, hogy mély kapcsolat van a hullám és a részecske koncepció között, nem csak kvantumszinten, hanem a klasszikus fényhullámok és a pont-tömeg rendszerek szintjén is.

Christian Huygens, holland matematikus, fizikus, csillagász. A csapat egy mechanikai tételt alkalmazott, melyet eredetileg Huygens dolgozott ki 1673-ban egy ingákról szóló könyvben, ami megmagyarázza, hogy egy objektumot forgató energia hogy változik az objektum tömegétől és a tengelytől függően, ami körül forog. A tétel leírja a tömeg és az azt forgató lendület közti kapcsolatot. (Fotó:Caspar Netscher: Christiaan Huygens, 1671) Forrás: https://www.britannica.com/biography/Christiaan-Huygens

A csapat egy mechanikai tételt alkalmazott, melyet eredetileg Huygens dolgozott ki 1673-ban egy ingákról szóló könyvben, ami megmagyarázza, hogy egy objektumot forgató energia hogy változik az objektum tömegétől és a tengelytől függően, ami körül forog. A tétel leírja a tömeg és az azt forgató lendület közti kapcsolatot. De hogy lehet ezt alkalmazni a fényre, ahol nincs tömeg?

A csapat egy fény intenzitását egy fizikai objektum tömegével ekvivalensként értelmezte, aztán leképezte ezeket a méréseket egy koordináta-rendszererbe, amit Huygens mechanikai tételének alkalmazásával értelmezhető.

Találtak egy módot, hogy egy optikai rendszert átültessenek, így mechanikai rendszerként tudták vizualizálni, aztán fizikai egyenletekkel leírták. Amint a csapat egy fényhullámot egy mechanikai rendszer részeként vizualizált, a hullám tulajdonságai közötti kapcsolat rögtön nyilvánvalóvá vált- köztük az, hogy az összefonódás és polarizáció egyértelmű kapcsolatban áll egymással. Ez korábban nem látszódott, de nagyon világossá válik, amint leképezzük a fény tulajdonságait egy mechanikai rendszerre. Ami egykor absztrakt volt, konkréttá válik: mechanikai egyenleteket alkalmazva szó szerint mérni tudjuk a távolságot a tömegközéppont és más mechanikai pontok között, hogy megmutassuk hogy a fény különböző tulajdonságai milyen összefüggésben állnak egymással.

(Forrás: https://phys.org/)