Физики КФУ выявили особенности распространения света в искривленном пространстве-времени

В опубликованной учёными в журнале Classical and Quantum Gravity статье исследовано распространение света в рамках неминимальной модели Эйнштейна-Максвелла.

«В вакууме на фоне плоского пространства-времени свет распространяется прямолинейно. Если рассматривать не плоское пространство-время, а искривлённое, то, согласно общей теории относительности, свет будет распространяться вдоль так называемых изотропных геодезических линий в этом пространстве. В своей работе мы рассмотрели распространение света в рамках неминимальной модели Эйнштейна-Максвелла. С точки зрения геометрической оптики, в этой модели, учитывающей взаимодействие электромагнитного поля с кривизной пространства-времени, свет распространяется так, как будто он идёт сквозь некоторую анизотропную квазисреду. В результате ситуация сильно усложняется, и могут проявляться различные оптические эффекты, например, двойное лучепреломление», – рассказал доцент кафедры теории относительности и гравитации Института физики КФУ, научный сотрудник НИЛ «Космология» Алексей Заяц.

В научной статье «Non-minimal Einstein–Maxwell theory: the Fresnel equation and the Petrov classification of a trace-free susceptibility tensor» (“Неминимальная теория Эйнштейна-Максвелла: уравнение Френеля и классификация Петрова бесследового тензора восприимчивости”), написанной им совместно c профессором кафедры теории относительности и гравитации, руководителем проекта «Аксион» НИЛ «Космология» Александром Балакиным, показано, что при определённых ограничениях на метрику пространства-времени, на фоне которого распространяется свет, можно построить полную классификацию всех возможных типов дисперсионных соотношений и волновых поверхностей. Ученые КФУ выяснили, что таких типов существует всего семь, включая тривиальный случай, когда свет распространяется так же, как в вакууме.

«Из нетривиальных типов можно выделить два: в первом из них квазисреда, генерируемая взаимодействием с кривизной, имеет те же свойства, что и одноосный кристалл в оптике, во втором – квазисреда выглядит как двуосный кристалл, – отметил Алексей Евгеньевич. – В остальных случаях найденные дисперсионные соотношения не имеют аналогов в кристаллооптике».