Fisica: le onde luminose si stringono nelle fenditure della luce

Gli scienziati hanno realizzato un esperimento a doppia fenditura per sondare la natura delle onde luminose nelle fenditure della luce
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Negli esperimenti per studiare l’effetto della luce che passa attraverso due piccole aperture in un breve tempo, l’effetto prodotto è simile a quello osservato quando la luce passa attraverso due piccole aperture non troppo distanti tra loro. Questi fenomeni sono stati descritti in un articolo pubblicato su Nature Physics. Esperimenti a doppia fenditura – dove un’onda passa attraverso due piccole aperture a poca distanza tra loro – furono eseguiti per la prima volta da Thomas Young nel 1802 e gli effetti createsi dietro queste fessure ci mostrano il comportamento delle onde della luce.

I ricercatori hanno cercato di indagare se una versione temporale dell’esperimento a doppia fenditura sia possibile, ma non sono arrivati a delle conclusioni chiare. Romain Tirole e colleghi hanno osservate le evidenze dovute all’ esperimento a doppia fenditura e hanno mostrato che il fascio di luce può produrre una diffrazione temporale alla  frequenza quasi dei raggi infrarossi. Invece di usare due aperture per far passare la luce, gli autori hanno guardato lo schema di interferenza della luce riflesso attraverso un mezzo la cui riflettività varia nel tempo nelle due fasi.

esperimento delle onde luminose

Lo studio delle onde luminose

Hanno realizzato uno specchio che poteva essere acceso e spento usando forti impulsi laser. Quando un laser colpisce uno strato sottile, può cambiare le proprietà ottiche del materiale per un breve periodo, così che la luce che arriva in questo periodo di tempo interagisce in modo diverso con il materiale rispetto a prima.

Gli autori hanno usato uno strato di semiconduttore trasparente ma vicino ad un punto in cui diventa metallico. Quando è arrivato l’impulso laser, il materiale è diventato uno specchio per un breve lasso di tempo. In questo esperimento, gli autori hanno creato due specchi che si comportano come “fenditure nel tempo“.

La doppia fenditura

Gli autori hanno misurato gli schemi derivanti dall’interazione di due o più onde luminose provenienti dalle “fenditure temporali“. A differenza dei modelli tradizionali degli esperimenti a doppia fenditura, questi modelli non avvengono nello spazio ma in frequenza.

Questi esperimenti mostrano una chiara proporzionalità inversa tra il periodo di oscillazione e la separazione time-slit. Queste oscillazioni rivelano una  dinamica del doppio strato ITO/oro, molto più veloce di quanto si pensasse e al di là della dipendenza adiabatica e lineare
per intensità collegata con la maggior parte dei modelli teorici, ma compatibile con la modellazione recente. Questo metodo richiede una maggiore comprensione delle risposte di squilibrio in questi fenomeni.

Le osservazioni degli studiosi

L’osservazione di temporale di Young sulla doppia fessura diffrazione apre la strada delle realizzazioni ottiche dei metamateriali che variano nel tempo, garantendo una funzionalità d’onda migliorata come non-reciproche, nella topologia ottica di Floquet.

La visibilità delle oscillazioni può essere utilizzando per misurare la coerenza di fase dell’onda che interagisce con essa, simile all’interferometro della materia ondulata La diffrazione del tempo a doppia fenditura potrebbe essere estesa ad altri domini d’onda con applicazioni per la modellatura di impulsi, l’elaborazione di segnali e il calcolo Neuromorfico.

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