Физики построили пространственно-временной плащ-невидимку

Значительным шагом на пути развития полной пространственно-временной маскировки называют свой эксперимент его устроители. Речь, правда, пока что идёт только о микромире и быстротечных событиях в нём.

Упрощённая схема опыта. t — время, z — расстояние, зелёные стрелки — пробный луч, голубой — «линзы времени», цветные стрелки — замедляющиеся и ускоряющиеся лучи, зелёный овал — скрываемое событие (иллюстрация Moti Fridman et al.).

Значительным шагом на пути развития полной пространственно-временной маскировки называют свой эксперимент его устроители. Речь, правда, пока что идёт только о микромире и быстротечных событиях в нём.

Создавая установки (условно именуемые плащами-невидимками), скрывающие объекты в пространстве, учёные заставляют лучи изгибаться так, что они обходят стороной некую защищённую зону («дыру в пространстве»). При этом после «дыры» лучи восстанавливают исходный волновой фронт таким образом, что стороннему наблюдателю кажется, будто на пути света ничего не находилось.

Похожим образом можно создавать иллюзорные дыры не в пространстве, а во времени, поскольку между дифракцией и дисперсией (а шире — между пространством и временем) имеется связь.

Теория такого пространственно-временного плаща была разработана в минувшем году. Говоря упрощённо, принцип его работы заключается в последовательном ускорении и замедлении передней и задней частей пробного потока волн с тем, чтобы в нём образовался короткий разрыв. В последнем могло бы происходить недетектируемое сторонним наблюдателем событие.

Теперь учёные из университета Корнелла (Cornell University) построили такую установку. Они придумали «расщепляющие временные линзы» (split time-lens — STL) и компенсирующее дисперсию оптоволокно (DCF). Фактически это набор оптики, последовательно влияющей на скорость проходящих волн в ту или иную сторону.

В результате работы двух STL, DCF и ещё ряда элементов оптической «трассы» в непрерывном зондирующем пучке света удалось получить временной разрыв длительностью в 15 триллионных долей секунды. Этот разрыв оставался незаметным для детектора, получавшим будто бы непотревоженный исходный поток.

Для проверки работы устройства авторы придумали некое промежуточное вмешательство в зондирующий луч, добавили дополнительный импульс света, взаимодействовавший с первым потоком. При таком пересечении детектор фиксировал сигнал на определённой частоте. Но ловил он его только до тех пор, пока «временной плащ» был выключен.

При включении системы и вставке дополнительного импульса точно в пределы разрыва во времени сигнал о взаимодействии пропадал, то есть событие оставалось необнаруживаемым внешним наблюдателем.

Авторы работы отмечают, что подобным методом можно создавать разрывы длительностью до тысячных долей секунды, чего, конечно, не хватит для скрытия привычных нам продолжительных событий макромира. Но и в микромире подобные трюки могут найти немало применений — от диковинных физических опытов до построения экзотических измерительных приборов и систем связи.

(Условия и результаты нынешнего опыта изложены в статье на arXiv.org.)