Луч, который поворачивают другим лучом
Быстрее света во Вселенной нет ничего. Однако почти всё, чем мы светом управляем, работает очень медленно. Чтобы отклонить луч, мы физически крутим зеркало. Или ждём, пока перестроятся жидкие кристаллы. По нашим меркам мгновенно, по меркам света — примерно как поворачивать самолёт вручную за крыло.
В Калтехе
сделали пластинку, которая разворачивает луч за
74 фемтосекунды. Столько нужно вспышке света, чтобы пересечь толщину человеческого волоса. И внутри пластины совсем ничего не движется!
Лучом управляет… другой луч.
Вот почему это сложно. Свет очень слабо взаимодействует с веществом — ему, по-хорошему, всё равно, сквозь что лететь. Поэтому заставить один луч командовать другим — затея почти безнадёжная.
Обходят её так. Берут метаповерхность: тончайший слой кремния, усыпанный структурами мельче длины волны света. Обычная линза гнёт луч изогнутым стеклом, а здесь всё решает рисунок на почти плоской пластине. Кремниевые элементы спроектированы так, чтобы на мгновение поймать свет и сжать его в себе — и этим раскачать взаимодействие с веществом до заметного. Дальше вступает эффект Керра: мощный импульс на краткий миг меняет показатель преломления материала. Эффект известен давно и всегда был слабым. Здесь его наконец усилили до рабочего.
А самое интересное — у этой штуки нет постоянной функции. Линза после завода навсегда остаётся линзой. Метаповерхность перепрограммируется тем, как вы на неё светите: поменяли рисунок управляющего импульса — получили другой прибор. В опытах луч уводили на 13 градусов в любую сторону и заодно перекраивали форму пучка.
И предела не нашли. Время переключения совпало с длительностью лазерного импульса — то есть секундомером был импульс, а не сам материал. Возьмут импульс короче, станет быстрее.
Зачем всё это. Информация по миру уже летает светом, но чтобы её обработать, свет превращают в электричество и обратно. Скоростная магистраль, упирающаяся в шлагбаум. Устройство, которое работает с лучом напрямую, позволяет часть пути пройти без остановок.
@vselennayaplus
