Физики из Нанкинского университета создали оптическое устройство, способное в миниатюрном варианте воспроизводить эффекты искажения света, которые наблюдаются вблизи массивных космических тел. Его описание опубликовано в Nature Photonics, кратко о работе пишет Nature News.
Устройство представляет собой проводящую свет пластинку, на которую нанесены сферы с диаметром в 32 микрометра. Сферы используются для придания пластинке особого градиента толщины, который имитирует искажение пространства вблизи массивных объектов (вблизи от сфер нанесенный на подложку пластик формирует соответствующие утолщения, которые сказываются на его коэффициенте преломления).
Для того, чтобы путешествие света на пластинке можно было рассмотреть, авторы наносили на нее квантовые точки, которые в данном случае выступали просто как флюоресцентный краситель. На фотографиях пластинок можно рассмотреть, как лучи света, проходя вблизи от микросфер, искажаются и закручиваются в спирали. При этом искривление света в точности воспроизводит эффекты, которые наблюдаются вблизи массивных объектов по предсказанию общей теории относительности, только в миниатюрном масштабе.
Разработанная учеными оптическая модель имитирует поведение света вблизи плотной нейтронной звезды. При этом создать таким же образом модель черной дыры, к сожалению невозможно, указывают авторы. Ранее этого удалось достичь при помощи слоистых метаматериалов с переменной диэлектрической проницаемостью. Однако, такая черная дыра «работала» только в микроволновом диапазоне, а устройство китайских физиков рассчитано на видимый свет. Новое устройство, по словам создателей, может стать удобной моделью для изучения релятивистких эффектов, а также найти применение в оптике.