La propagation en ligne droite à vitesse constante dans l'espace libre est une caractéristique fondamentale de la lumière. Dans une étude récente publiée dans Physique des communications , des chercheurs de l'université d'Osaka ont découvert le phénomène de propagation alternative de l'intensité des impulsions laser dans l'espace libre.

Les couplages spatio-temporels ont été récemment utilisés pour produire de la lumière avec une vitesse de groupe accordable, direction, et trajectoire dans l'espace libre. Par exemple, le foyer volant (une intensité d'impulsion laser mobile dans la longueur de Rayleigh étendue), où le chromatisme longitudinal et le chirp temporel sont combinés pour contrôler la séparation focale dépendant du spectre dans l'espace et l'emplacement d'impulsion dépendant du spectre dans le temps, respectivement, a une vitesse et une direction de groupe de propagation arbitrairement réglables dans l'espace et le temps.

Cependant, dans le résultat précédent, le foyer volant ne peut se propager que dans une certaine direction vers l'avant ou vers l'arrière, bien que la vitesse de propagation du groupe puisse être librement contrôlée.

Dans cette étude, en augmentant considérablement la longueur de Rayleigh dans l'espace et le chirp temporel dans le temps, le foyer volant nouvellement créé se propage le long d'une trajectoire rectiligne alternative dans l'espace libre. Une focalisation volante alternative claire avec une résolution spatiale élevée est également possible en augmentant encore le chirp temporel.

"Le foyer volant nouvellement créé se propage le long de l'axe longitudinal d'abord vers l'avant, puis en arrière, et enfin en avant à nouveau, montrant une trajectoire rectiligne réciproque dans l'espace et le temps. La vitesse de propagation vers l'avant est la vitesse de la lumière dans le vide, tandis que la vitesse de propagation vers l'arrière est subluminale, " explique l'auteur correspondant Zhaoyang Li.

Ce phénomène fascinant change la compréhension traditionnelle de la propagation de la lumière et peut être appliqué à la fois en physique fondamentale et appliquée.

"Par exemple, dans notre simulation de pression de rayonnement, il peut produire une force de piégeage ou de poussée alternative sur l'axe pour une petite ou une grande sphère, respectivement, dans le régime de diffusion de Rayleigh, " dit Zhaoyang Li.

L'article, "Propagation alternative de l'intensité des impulsions laser dans l'espace libre, " a été publié dans Physique des communications .