Физики пропустили узкий луч света через широкий световой поток, который воспроизводит поведение квантовой жидкости. Когда взаимодействие между лучами стало асимметричным, узкий луч начал двигаться против течения — явление, которое на первый взгляд напоминает нарушение третьего закона Ньютона.
На самом деле фундаментальные законы не нарушены. Здесь речь идёт об эффективном взаимодействии внутри управляемой системы, где обмен воздействием между лучами специально сделали несимметричным. При обычном взаимодействии узкий луч смещается вместе с потоком, как предмет, который уносит вода. В невзаимном режиме происходит обратное: луч толкает себя против течения.
Механизм работает так: узкий луч создаёт асимметрию в интенсивности светового поля по обе стороны от себя. Из-за разной плотности света слева и справа возникает результирующее воздействие, которое направлено против потока. Невзаимность означает, что два компонента влияют друг на друга по-разному — одного участника действие на второго сопровождается неравным ответным воздействием.
Сила эффекта зависела от параметров системы. Когда исследователи варьировали скорость потока и плотность световой жидкости, луч лучше всего двигался против течения при промежуточных значениях обоих параметров. Простое увеличение плотности или скорости эффект не усиливало.
Ранее физикам удавалось заставить свет двигаться против потока другим способом: объект создавал позади себя пары вихрей, которые уносили импульс по течению и обеспечивали обратный толчок. Такое движение полностью соответствовало принципу действия и противодействия. Новая работа показывает: того же результата можно добиться, используя невзаимное взаимодействие, без механизма вихрей.
Установка представляет собой оптический аналог квантовой жидкости, где распространение и взаимодействие света воспроизводят часть поведения настоящих квантовых сред. Это означает, что результат пока нельзя автоматически переносить на любые квантовые жидкости.
Исследователи рассматривают систему как инструмент для изучения активного поведения квантовых систем, где направленное движение возникает из особенностей взаимодействия компонентов. Дальнейшие эксперименты могут проверить похожий эффект в атомных газах и искусственных квантовых материалах. В перспективе невзаимные взаимодействия могут помочь управлять направлением света в квантовых устройствах.
