Dans le domaine de la relativité générale, les trous noirs sont bien connus pour leur capacité à piéger la lumière et la matière en pliant l'espace-temps, créant un point de non-retour. Alors que les trous noirs ont fasciné les scientifiques et le public, un autre concept, le trou blanc, est resté plus théorique. On pense qu'un trou blanc est l'inverse d'un trou noir, expulsant la lumière et la matière plutôt que de les absorber. Maintenant, une équipe de chercheurs a conçu un nouveau dispositif optique avec des similitudes intrigantes avec ces deux phénomènes cosmiques insaisissables.
L'appareil, signalé dans Photonique avancéefonctionne comme un trou noir optique ou un trou blanc optique, et repose sur un principe appelé « absorption parfaite cohérente » des ondes légères. En fonction de la polarisation, ce dispositif optique peut absorber ou rejeter la lumière presque entièrement, analogue au comportement d'un trou noir ou blanc gravitationnel dans l'espace.
L'appareil fonctionne en formant une onde permanente à partir d'ondes lumineuses incidentes, où les interactions avec un absorbeur ultraminal conduisent à une absorption ou une transmission parfaite, basée sur la polarisation de la lumière. En termes simples, il se comporte comme un objet cosmique qui avale ou repousse la lumière.
L'auteur correspondant senior Nina Vaidya, professeur à l'Université de Southampton (Royaume-Uni), Remarques, «Les phénomènes célestes, en particulier les trous noirs, ont fasciné l'imagination et l'intrigue exploratoire des humains depuis des générations. aux appareils nano- et pico-échelle.
« Nous introduisons le concept de trous optiques en noir et blanc qui absorbent de manière déterministe presque toute la lumière d'une polarisation tout en rejetant la lumière de la polarisation orthogonale. Il s'appuie sur notre démonstration expérimentale de l'absorption parfaite cohérente à large bande dans les appareils compacts, activés par la cohérence et les interférences spatiales, tandis que la sensibilité de la polarisation est acquise à partir de la phase géométrique de la phase intermédiaire des faisceaux intervenants. »
Les expériences de preuve de concept de l'équipe démontrent que ce dispositif optique manipule les ondes électromagnétiques d'une manière qui reflète le comportement des trous gravitationnels en noir et blanc. Les simulations illustrent l'absence de réflexion de l'appareil pour l'analogue du trou noir et la formation d'une onde debout en raison de l'interférence de l'incident et de la lumière réfléchie pour le trou blanc.
Les résultats éclairent les idées et les possibilités fascinantes de manipuler les interactions légères-mort et peuvent permettre de nombreuses applications pratiques.
Vaidya note: « Notre dispositif optique peut être utilisé comme analogique pour étudier et explorer la physique de ces phénomènes célestes lointains; ou même pour fournir un cadre pratique pour plusieurs applications potentielles de l'adaptation des ondes électromagnétiques et des interactions légères améliorées, telles que la détection, la conversion d'énergie, la camouflage multilisé, les technologies furtives et plus. »
