Fysiker har byggt en ring där pulser av ljuspisk cirklar runt varandra och de normala reglerna som styr ljusets beteende inte längre gäller.
Under normala omständigheter visar ljus vissa barn av fysisk symmetri. Först, om du skulle spela ett band av ljusets beteende framåt och sedan bakåt, skulle du se att det uppför sig på samma sätt som rör sig i båda riktningarna i tid. Detta kallas tid-reversering symmetri. Och för det andra har ljus, som kan röra sig genom världen som en våg, det som kallas polarisering: hur det svänger i förhållande till vågens rörelse. Denna polarisering förblir vanligtvis densamma och ger en annan typ av symmetri.
Men inuti denna ringformade enhet förlorar ljus både sin tid-reversering symmetri och ändrar sin polarisering. Inuti ringen vänder ljusvågor cirklar och resonerar med varandra och ger effekter som normalt inte finns i omvärlden.
Forskare visste redan att det under vissa omständigheter, när ljus spretter runt i optiska ringar, kan förlora sin tid-reversering symmetri. Vågornas toppar dyker inte upp vid den punkt som symmetri dikterar att de borde inne i den optiska ringen. Men i en ny artikel, publicerad torsdag (10 januari) i tidskriften Physical Review Letters, visade ett team från National Physical Laboratory att detta kan hända samtidigt som spontana polarisationsförändringar.
När teamet pumpade noggrant tidsinställda pulser av laserljus till en anordning som kallas en "optisk ringresonator", arrangerade ljusets toppar sig på sätt som var omöjliga under symtri för tid-reversering. När de kretsade varandra bildade de mönster som bara fungerar i en riktning i tid. Samtidigt förlorade ljuset sin vertikala polarisering - vågorna slutade röra sig strikt upp och ner och bildade istället ellipser.
Denna forskning, säger fysikerna i ett uttalande, öppnar nya dörrar för att manipulera ljus. Det gör det möjligt för forskare att arbeta med mer precision och komma med nya konstruktioner för optiska kretsar som går i enheter som atomur och kvantdatorer. Och det berättar vetenskapen om ljus som det aldrig hade känt förut.
