Новый тип "активной материи": с помощью света ученые нарушили третий закон Ньютона

Согласно третьему закону Ньютона, на каждое действие находится равное по силе и противоположное по направлению противодействие. В "реке" квантового света привычные законы физики иногда перестают действовать. Ученые продемонстрировали, что нарушение третьего закона Ньютона в таких условиях может быть полезным и открывает новые способы управления квантовым светом в различных ​​устройствах. Исследование опубликовано в журнале Physical Review A, пишет New Scientist.

Движение против течения возможно, но для этого необходима энергия. Физики решили выяснить, может ли неактивный "пловец", который не расходует энергию двигаться против течения.

Исследователи изучали движение против течения в квантовой системе. Они использовали квантовый свет для создания искусственной "реки" и "пловца", который должен плыть против течения.

Жидкость из квантового света была создана с помощью лазерных лучей, направленных на специальный кристалл, к которому было приложено электрическое напряжение. Это заставило фотоны взаимодействовать друг с другом и сформировать систему, похожую на течение реки. Роль "пловца" в данной системе выполнял еще один луч квантового света, которому придали форму одиночной волны.

Согласно (третьему закону Ньютона, "пловец" и "река" должны были бы испытывать воздействие сил одного типа: либо притяжения, либо отталкивания. Это похоже на то, как гравитация вызывает взаимное притяжение между нами и Землей.

Земля притягивает нас вниз, а сама планета испытывает направленное вверх притяжение с нашей стороны. В данном же эксперименте "пловец" испытывал притяжение со стороны "реки", тогда как на "пловца" со стороны "реки" действовала сила отталкивания. Это было не взаимное взаимодействие, нарушало третий закон Ньютона. В результате возникла сила, которая толкала "пловца" против течения "реки".

Не взаимные взаимодействия играют ключевую роль в формировании движения систем так называемой "активной материи". Это объекты, потребляющие энергию для перемещения. Но этот эксперимент был сосредоточен на объекте, который не потребляет энергию, но при этом выигрывает от не взаимных взаимодействий. Таким образом, исследование может помочь создать новый тип "активной материи".

Новое достижение может найти применение в устройствах, использующих квантовый свет. Такие устройства широко используются, например, в системах связи или при квантовой обработке информации.

Другие новости науки

• Некоторые физики не считают фантастикой технологию для перемещения со сверхсветовой скоростью. Предполагается, что инопланетяне уже создали варп-двигатель.
• Аномалия на обратной стороне Луны помогла решить магнитную загадку спутника Земли.