I fisici hanno costruito un anello in cui gli impulsi di luce si agitano l'uno attorno all'altro e le normali regole che regolano il comportamento della luce non si applicano più.
In circostanze normali, la luce mostra alcuni bambini di simmetria fisica. Innanzitutto, se dovessi riprodurre un nastro di comportamento della luce in avanti e poi all'indietro, vedresti che si comporta allo stesso modo muovendosi in entrambe le direzioni nel tempo. Questo si chiama simmetria di inversione temporale. E in secondo luogo, la luce, che può muoversi attraverso il mondo come un'onda, ha quella che viene chiamata polarizzazione: come oscilla rispetto al moto dell'onda. Quella polarizzazione di solito rimane la stessa, fornendo un altro tipo di simmetria.
Ma all'interno di questo dispositivo a forma di anello, la luce perde la sua simmetria di inversione temporale e cambia la sua polarizzazione. All'interno dell'anello, le onde luminose girano i cerchi e risuonano l'una con l'altra, producendo effetti che normalmente non esistono nel mondo esterno.
I ricercatori sapevano già che, in determinate circostanze, quando la luce rimbalza all'interno degli anelli ottici, può perdere la sua simmetria di inversione del tempo. Le cime delle sue onde non si alzano nel punto in cui la simmetria impone che dovrebbero essere all'interno dell'anello ottico. Ma in un nuovo articolo, pubblicato giovedì (10 gennaio) sulla rivista Physical Review Letters, un team del National Physical Laboratory ha dimostrato che ciò può accadere contemporaneamente a cambiamenti spontanei nella polarizzazione.
Quando il team ha pompato con cura impulsi di luce laser in un dispositivo chiamato "risonatore ad anello ottico", i picchi della luce si sono organizzati in modi impossibili sotto simmetria di inversione temporale. Mentre si circondavano l'un l'altro, formarono schemi che funzionano solo in una direzione nel tempo. Allo stesso tempo, la luce ha perso la sua polarizzazione verticale - le sue onde hanno smesso di muoversi in un modo rigorosamente su e giù e invece hanno formato ellissi.
Questa ricerca, affermano i fisici in una nota, apre nuove porte alla manipolazione della luce. Ciò consentirà ai ricercatori di lavorare con maggiore precisione e di proporre nuovi progetti per circuiti ottici che si inseriscono in dispositivi come orologi atomici e computer quantistici. E racconta alla scienza qualcosa sulla luce che non aveva mai conosciuto prima.
