La gravità ha un impatto sulla traiettoria della luce, come dimostrato più volte nel corso del tempo e come previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein. Gli oggetti cosmici con una grande massa in uno spazio relativamente piccolo producono effetti significativi, come le lenti gravitazionali, in cui lo spazio-tempo viene distorto e agisce come una lente d’ingrandimento.
Un gruppo di ricercatori ha voluto esaminare se un cristallo potesse agire come la gravità. E la risposta è stata positiva. I ricercatori sono riusciti a creare un cristallo fotonico con una “pseudogravità”. Un cristallo fotonico è un materiale speciale che permette ai ricercatori di manipolare la luce mentre la attraversa. Di solito, viene creato mescolando due o più materiali in un modello che forma una griglia di “controllori del traffico” per la luce. In questo caso, è stato utilizzato un cristallo fotonico distorto fatto di silicio. I ricercatori sono stati in grado di introdurre una distorsione nella griglia che simulava l’attrazione gravitazionale di un oggetto massivo, come un buco nero. Quando hanno testato il cristallo con un fascio di onde radio, hanno osservato che il fascio si curvava intorno al corpo gravitazionale inesistente.
“Abbiamo voluto esplorare se la distorsione della griglia nei cristalli fotonici potesse produrre effetti di pseudogravità”, ha dichiarato il professor Kyoko Kitamura, autore principale dello studio presso la Graduate School of Engineering dell’Università di Tohoku. “Come la gravità piega la traiettoria degli oggetti, abbiamo trovato un modo per piegare la luce all’interno di determinati materiali”.
Nello studio, è stata utilizzata la luce delle onde terahertz, che si trovano tra gli infrarossi e le microonde. Queste onde sono utilizzate nell’imaging scientifico, medico e di sicurezza, in quanto possono penetrare attraverso tessuti e plastica. Inoltre, sono state proposte come un possibile mezzo per le comunicazioni ad alta velocità. Gli sforzi per utilizzare queste onde elettromagnetiche sono in corso. La capacità di guidare l’onda terahertz potrebbe fornire informazioni sulla fisica gravitazionale e consentire al team di simulare fenomeni gravitazionali più complessi. Inoltre, potrebbe essere utile per le future reti di telecomunicazione, come ad esempio nelle comunicazioni 6G.
Dal punto di vista accademico, i risultati dello studio mostrano che i cristalli fotonici potrebbero sfruttare gli effetti gravitazionali, aprendo nuove strade nel campo della fisica dei gravitoni, ha dichiarato il professor Masayuki Fujita dell’Università di Osaka, co-autore dello studio.
La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Physical Review A.
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