Fizycy tworzą fotoniczny kryształ czasu, który wzmacnia światło

Zespół naukowców zaprojektował dwuwymiarowy kryształ czasu fotonowego, który według nich może znaleźć zastosowanie w technologiach takich jak nadajniki i lasery.

Pomimo swojej nazwy fotoniczne kryształy czasu mają niewiele wspólnego z kryształami czasu, fazą materii zaproponowaną po raz pierwszy w 2012 r. Zostało to zauważone kilka lat później. Podstawowym wspólnym mianownikiem jest to, że oba kryształy mają wzorce strukturalne w czasie, ale kryształy czasu to materiały kwantowe – atomy zawieszone w stanach kwantowych – podczas gdy fotoniczne kryształy czasu to materiały syntetyczne, które nie istnieją w naturze.H złudzenie Niekoniecznie jest zawieszony w stanach kwantowych.

Naukowcy mieli trudności z budowaniem fotonicznych kryształów czasu i manipulowaniem nimi w 3D, więc najnowszy zespół spróbował czegoś innego: zmniejszenia rozmiaru materiału do zaledwie 0,08 cala (2 m).milimetrów) grubości. Oni Kryształ wzmacnia światło o częstotliwościach mikrofalowych. yElektroniczne doświadczenie Wyniki opublikowany Dziś w Science Advances.

„Modyfikując lub zmieniając właściwości elektromagnetyczne metapowierzchni w czasie, byliśmy w stanie stworzyć dwuwymiarowy fotoniczny kryształ czasu” – powiedział Xuchen Wang, fizyk z Instytutu Technologii w Karlsruhe i główny autor badania, w e-mailu do Gizmodo. „Zredukowanie fotonicznych kryształów czasu z 3D do 2D może sprawić, że będą cieńsze, lżejsze i łatwiejsze w produkcji, podobnie jak metapowierzchnie ulepszają metamateriały”.

Kryształy fotoniczne to struktury optyczne, których zdolność do załamywania światła zmienia się okresowo (to znaczy w czasie). W warunkach laboratoryjnych właściwości elektromagnetyczne metamateriałów Można go precyzyjnie dostroić, aby tworzyć kryształy fotoniczne, które są wyjątkowo dobre we wzmacnianiu fal świetlnych.

Fotony w takich kryształach mają powtarzający się wzór, który utrzymuje je w spójności, podobnie jak one Pulsujące wzorce laserowe pomagają w bitach kwantowych trzymając ich razemi przedłużanie stanów kwantowych.

„W [photonic time crystals], energia nie jest oszczędzana; Dlatego stany znajdujące się w luce pędu mogą mieć wykładniczo zwiększone amplitudy” – powiedział w lutym Mordechai Segev, fizyk z Technion Israel Institute of Technology, który nie jest związany z nowym artykułem. Wywiad z Nature Photonics. „Ma to ogromny wpływ na fizykę”.

Rzeczywiste aplikacje do wykrywania obejmują większość urządzeń, na których polegasz fotonika. Na przykład sygnały bezprzewodowe można poprawić, pokrywając urządzenia dwuwymiarowymi fotonicznymi kryształami czasu, co zwiększa siłę sygnału.

Chociaż kryształ powstał z herbatyM tylko pompuje mikrofonNiewielka modyfikacja projektu może pozwolić kryształowi działać na częstotliwościach fal milimetrowych, takich jak te używane w komunikacji 5G, powiedział Wang Gizmodo.

Czas pokaże, jak skalowalna jest technologia i jak dobrze sprawdza się poza laboratorium.

Więcej: Fizycy uruchomili komputer kwantowy, wysadzając go w powietrze za pomocą ciągu Fibonacciego