Figure 1. (a) Impulsions optiques se propageant dans deux non linéaires, des boucles de fibres couplées de longueurs légèrement différentes, sont utilisés pour explorer l'évolution de la lumière non linéaire dans le réseau (1+1)D, schématisé en (b). Dans cette cartographie, l'intensité lumineuse est fonction de la position discrète dans le réseau, m , et évolue par rapport au pas de temps discret, m . Effectuer un aller-retour dans la boucle courte (longue) dans le système réel en (a) correspond à voyager du nord-est (nord-ouest) au sud-ouest (sud-est) dans le réseau effectif en (b). Des modulateurs acousto-optiques (AOM) et des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) sont utilisés pour compenser les pertes. Un modulateur de phase (PM) dans chaque boucle nous permet d'induire des potentiels dépendant de l'espace et du temps de conception arbitraire. (c) Les bandes photoniques correspondantes dans le régime linéaire (Γ=0). (ré), (e) Les dispersions de Bogoliubov (2) au sommet d'un condensat situé à Q=0 dans la bande inférieure [cercle en (c)] pour les systèmes (d) linéaires et (e) non linéaires (ΓI0=0,2). La pente de la ligne droite en pointillés bleus indique la vitesse du son (3). La couleur rouge (noire) de chaque courbe indique la valeur positive (négative) de la norme de Bogoliubov de la bande. Crédit :DOI :10.1103/PhysRevLett.127.163901
Une équipe de chercheurs de Friedrich-Schiller-University Jena, L'Universit di Trento et l'Université de Birmingham ont développé un moyen d'"écouter" les sons générés dans un fluide lumineux. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leur travail et son utilisation possible comme nouvelle façon d'étudier les fluides.
Des recherches antérieures ont montré que dans des circonstances normales, la lumière se déplace en ligne droite et n'est pas affectée par les autres rayons lumineux. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont créé un système où les impulsions lumineuses interagissent et, ensemble, elles se comportent d'une manière qui suggère un superfluide.
Le travail de l'équipe a consisté à construire un appareil capable de simuler le comportement d'un superfluide - qui s'écoule sans ralentir en raison de la friction - puis de le tester en écoutant le "son" généré. Le dispositif était composé de câbles à fibres qui ont été formés en un maillage de manière à permettre l'utilisation de dimensions "synthétiques" - en utilisant des degrés de liberté temporels en remplacement des degrés de liberté spatiaux. Le maillage a été créé en construisant d'abord des paires de câbles enroulés en cercles de deux tailles différentes, puis en les reliant ensemble avec un séparateur de faisceau. Une impulsion lumineuse serait alors déversée et les résultats envoyés à travers les deux boucles. Dans un tel arrangement, la lumière se propagerait plus rapidement dans la boucle la plus courte que dans la boucle plus longue - ainsi, les deux impulsions seraient décalées dans le temps l'une par rapport à l'autre, les sous-intervalles jouant le rôle d'emplacements spatiaux effectifs. L'équipe a ensuite connecté plusieurs paires de boucles pour créer un maillage. Dans un tel scénario, plusieurs impulsions lumineuses se chevauchent dans une boucle donnée et, ce faisant, changé le comportement du système d'imiter un gaz à imiter un superfluide.
Les chercheurs ont ensuite mesuré la "vitesse" du "son" généré par le système lorsque la lumière le traversait comme un liquide. Dans leur système, le "son" était représenté par des ondes se propageant dans une dimension synthétique. Ainsi, leur mesure de vitesse était en fait une mesure d'ondulations simulées se propageant à travers le maillage - et elle était en accord avec la théorie hydrodynamique, montrant que leur approche fonctionnait comme prévu. L'équipe a également testé la possibilité de faire glisser un objet simulé à travers le système. Ils suggèrent que leur approche pourrait être utilisée comme une nouvelle façon d'étudier le comportement des fluides.
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