Исследователи работали не с материей вроде жидкого гелия или ультрахолодных атомов, а с их точным аналогом – нелинейной кристаллической средой, которая вела себя как квантовая жидкость для фотонов. Направляя два лазерных импульса через этот кристалл, ученые создали сцену: один широкий пучок имитировал бурный поток, а второй, узкий, играл роль активного объекта или «пловца».
Когда исследователи наклоняли среду, создавая поперечное течение, они ожидали увидеть стандартную картину: объект должен подхватываться потоком и смещаться вниз. Вместо этого произошло обратное. Узкий луч-свидетель начал двигаться навстречу набегающей волне.
Секрет кроется в нарушении симметрии действия и противодействия, известной как третий закон Ньютона. В обычных условиях силы равны. Здесь же проявились так называемые нереципрокные взаимодействия. Один объект влияет на соседа иначе, чем тот на него.
«Пловец деформирует жидкость асимметрично, – поясняют авторы статьи. – Эта искаженная среда оказывает на него ответную силу, вектор которой направлен строго против основного течения».
Эксперименты выявили еще одну странность. Скорость движения вспять оказалась максимальной не при экстремальных значениях плотности или скорости потока, а при средних показателях. Слишком вязкая или слишком быстрая среда останавливала эту аномалию.
Важно отметить, что это была оптическая симуляция, а не работа с реальным конденсатом Бозе – Эйнштейна. Тем не менее, платформа дает уникальный инструмент для изучения активных систем. В будущем такие принципы позволят создавать квантовые устройства нового типа, где частицы перемещаются без внешних двигателей, используя лишь внутренние свойства среды.
Читать TechDigest в Google
