Figura 1. (a) Impulsi ottici che si propagano in due non lineari, loop di fibre accoppiate di lunghezze leggermente diverse, sono usati per esplorare l'evoluzione della luce non lineare nel reticolo (1+1)D, schematicamente in (b). In questa mappatura, l'intensità della luce è funzione della posizione discreta nel reticolo, n , ed evolve rispetto al passo temporale discreto, m . Completare un percorso di andata e ritorno nel circuito breve (lungo) nel sistema reale in (a) corrisponde al viaggio da nord-est (nordovest) a sud-ovest (sudest) nel reticolo effettivo in (b). Per compensare le perdite vengono utilizzati modulatori acusto-ottici (AOM) e amplificatori in fibra drogata con erbio (EDFA). Un modulatore di fase (PM) in ciascun ciclo ci consente di indurre potenziali dipendenti dallo spazio e dal tempo progettati arbitrariamente. (c) Le bande fotoniche corrispondenti nel regime lineare (Γ=0). (D), (e) Le dispersioni di Bogoliubov (2) sopra un condensato situato a Q=0 nella banda inferiore [cerchio in (c)] per sistemi (d) lineari e (e) non lineari (ΓI0=0.2). La pendenza della linea tratteggiata blu diritta indica la velocità del suono (3). Il colore rosso (nero) di ciascuna curva indica il valore positivo (negativo) della norma di Bogoliubov della banda. Credito:DOI:10.1103/PhysRevLett.127.163901
Un team di ricercatori dell'Università Friedrich-Schiller di Jena, L'Università di Trento e l'Università di Birmingham hanno sviluppato un modo per "ascoltare" i suoni generati in un fluido di luce. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive il loro lavoro e il suo possibile utilizzo come nuovo modo di studiare i fluidi.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che in circostanze normali, la luce viaggia in linea retta e non è influenzata da altri raggi di luce. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un sistema in cui gli impulsi di luce interagiscono e insieme si comportano in modi che suggeriscono un superfluido.
Il lavoro del team ha riguardato la costruzione di un dispositivo in grado di simulare il comportamento di un superfluido - uno che scorre senza rallentare per attrito - e poi testarlo ascoltando il "suono" che è stato generato. Il dispositivo era costituito da cavi in fibra formati in una maglia in modo tale da consentire l'uso di dimensioni "sintetiche", utilizzando i gradi di libertà temporali come sostituti dei gradi di libertà spaziali. La maglia è stata creata prima costruendo coppie di cavi avvolti in cerchi di due diverse dimensioni e poi collegandoli insieme con un divisore di fascio. Un impulso di luce verrebbe quindi versato e i risultati inviati attraverso entrambi i due anelli. In un tale accordo, la luce si propagherebbe attraverso l'anello più corto più velocemente che attraverso l'anello più lungo, quindi i due impulsi verrebbero spostati nel tempo l'uno rispetto all'altro con i sottointervalli che svolgono il ruolo di posizioni spaziali effettive. Il team ha quindi collegato più coppie di loop insieme per creare una mesh. In uno scenario del genere, più impulsi di luce si sovrappongono all'interno di un dato ciclo e così facendo, cambiato il comportamento del sistema dall'imitazione di un gas all'imitazione di un superfluido.
I ricercatori hanno quindi misurato la "velocità" del "suono" generato dal sistema mentre la luce si muoveva attraverso di esso come un liquido. Nel loro sistema, "suono" era rappresentato da onde che si propagavano in una dimensione sintetica. Così, la loro misurazione della velocità era in realtà una misurazione delle increspature simulate che si propagavano attraverso la maglia e concordava con la teoria idrodinamica, mostrando che il loro approccio stava funzionando come previsto. Il team ha anche testato la possibilità di trascinare un oggetto simulato attraverso il sistema. Suggeriscono che il loro approccio potrebbe essere utilizzato come un nuovo modo per studiare il comportamento dei fluidi.
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