Оптические бумеранги, ультралегкие фрактальные материалы и другие открытия

Вниманию читателей предлагается подборка новостей, представленных Американским физическим обществом.

Оптические бумеранги

Обычно обход светом углов достигается с помощью зеркал, однако теперь ученые реализовали самосгибающиеся лучи света, которые распространяются вдоль изогнутых путей.

Сразу две независимых группы ученых сообщили об экспериментах со специальными световыми волнами, которые могут скользить вокруг кривых. Исследователи продемонстрировали, что модифицированные лазерные лучи могут двигаться вдоль параболических и эллиптических путей. Более того, если они наталкиваются на своем пути на препятствия, то способны самовосстанавливаться, перегруппировываться и продолжать путь. Исследование показало, что подобное самосгибаемое поведение может быть достигнуто как в двух, так и в трех измерениях. Такие «оптические бумеранги» могут использоваться для перемещения частиц с помощью лазерного пинцета или управления оптическими данными на оптикоэлектронном чипе.

Ультралегкие фрактальные материалы

Исследователи теоретически изучили, как ультралегкие материалы могут быть созданы на основе фрактального проекта: геометрия, образцы которой выглядят одинаково, даже когда наблюдаются в различных масштабах.

Их стратегия проекта основана на иерархическом подходе: элементарные частицы сначала собираются, а затем используются как стандартные блоки для следующего уровня сборки. Полученные структуры, напоминающие внешне металлическую Эйфелеву башню, являются по большей части полыми, и все же сохраняют механические свойства стандартных материалов. Схема особенно подходит для проектирования больших структур с ограниченным грузом, таких как солнечные паруса, которые приводят в движения космические корабли, чей вес может быть сокращен на фактор 100 или более того.

Распад мезона показал ось времени

Измеряя распад определенных субатомных частиц под названием B-мезоны, ученые обнаружили первое доказательство того, что даже на микроскопическом уровне время течет в предпочтительном направлении.

В то время как большинство вещей в макроскопическом мире становится старше, многие из фундаментальных законов физики совершенно симметричны со временем: согласно стандартной модели большинство физических процессов может быть перемотано, чтобы начаться точно с самого начала. Следуя теории, исключение — электрослабое взаимодействие, то есть сила, ответственная за радиоактивный распад ядерных субатомных частиц. Ученые доказали это экспериментально. Они сравнили распад B-мезонов, запускающий процесс в прямом и обратном направлении. Результат показал, что в обоих случаях распад различается. Это обеспечивает первое прямое экспериментальное доказательство нарушения симметрии обращения времени.

14.11.2012