В физике волны могут вести себя странным образом, если отражаются от поверхностей определенного типа — например, если движутся по кругу. В этом они напоминают поведение звука в соборе св. Павла в Лондоне, где сказанное шепотом слово отражается от сходящихся к потолку стен и слышно в любой точке храма.

Команда специалистов из Национальной физической лаборатории Великобритании и Университета Хериот-Уатт (Шотландия) исследовала процесс управления светом в оптических кольцевых резонаторах — крошечных устройствах, которые накапливают высокие значения силы света. Как и в случае отраженного шепота, в кольцевых резонаторах волноводы света отражаются по кругу.

Это первое в своем роде исследование, которое использует кольцевые резонаторы для определения взаимодействия двух типов нарушения спонтанной симметрии.

Анализ изменения времени между импульсами света и его поляризации привел к открытию нового метода управления светом, пишет Phys.org.

Например, обычно свет подчиняется симметрии по отношению к обращению времени (Т-симметрии). Это значит, что если время будет течь в обратном направлении, свет вернется к своему источнику. Однако, как показало исследование, на высоких уровнях интенсивности эта симметрия внутри кольцевых резонаторов нарушается.

Также ученые показали, что свет в кольцевом резонаторе может спонтанно менять свою поляризацию. Это как если бы гитарная струна, которая вибрировала в вертикальном направлении, внезапно начнет совершать колебательные движения по или против часовой стрелки.

Открытие не только помогает лучше понять нелинейную динамику в фотонике, но и подсказывает, как эффективнее всего управлять светом в телекоммуникационных системах, фотонных цепях сенсоров и квантовых компьютеров.

Прогресса в создании оптического квантового компьютера достигли ученые из Австралии и Германии. Впервые им удалось интегрировать три основных элемента, необходимых для его создания: генерацию квантовых состояний света, быстрое и перенастраиваемое управление этими состояниями и их обнаружение.