İlk olarak, bilim adamları ışığı “çatlaklardan” zamanında gönderebileceklerini gösterdiler.
Yeni deney, bir ışık dalgasının tepe ve dip noktalarının biriktiği veya birbirini yok ettiği, uzayda benzersiz bir kırınım modeli oluşturmak için ışığın bir ekrandaki iki yarıktan parladığı 220 yıllık bir gösterinin bir bükülmesidir. Yeni deneyde, araştırmacılar zaman içinde benzer bir model oluşturdular ve esasen ultra büyük lazer darbesinin rengini değiştirdiler.
Bulgular, dijital bitler yerine ışık huzmeleri üzerine basılan verileri manipüle eden ve bu tür bilgisayarların verilerden “öğrenmesini” sağlayabilecek analog bilgisayarlardaki ilerlemelerin önünü açıyor. Ayrıca ışığın temel doğası ve madde ile etkileşimleri hakkındaki anlayışımızı derinleştiriyorlar.
Nature Physics dergisinde 3 Nisan’da açıklanan yeni çalışma için (Yeni bir sekmede açılır)Araştırmacılar, çoğu telefon ekranında bulunan malzeme olan indiyum kalay oksit (ITO) kullandılar. Bilim adamları, ITO’nun ışığa yanıt olarak şeffaftan yansıtıcıya değişebileceğini zaten biliyorlardı, ancak araştırmacılar bunun daha önce düşünülenden çok daha hızlı, 10 femtosaniyeden (saniyenin milyarda birinin 10 milyonda biri) daha kısa sürede gerçekleştiğini buldular.
Çalışmanın baş yazarı, “Bu çok büyük bir sürprizdi ve ilk başta açıklayamadığımız bir şeydi” dedi. riccardo sapienza (Yeni bir sekmede açılır)Imperial College London’da bir fizikçi olan WordsSideKick.com’a söyledi. Nihayetinde araştırmacılar, ITO’daki elektronların gelen ışığa nasıl tepki verdiği teorisini inceleyerek reaksiyonun neden bu kadar hızlı gerçekleştiğini keşfettiler. “Ama bunu anlamamız uzun zaman aldı.”
Uzayda zaman değişimi
İngiliz bilim adamı Thomas Young, ışığın dalga benzeri doğasını ilk kez 1801’de artık klasikleşmiş olan “çift yarık” deneyini kullanarak gösterdi. diğerinden gelen dalgalar. Bu dalgaların üstleri ve altları, girişim deseni adı verilen parlak ve karanlık saçaklar oluşturarak ya toplanır ya da birbirini götürür.
Yeni çalışmada Sapienza ve meslektaşları, ITO kaplı bir ekrana bir “pompa” lazer darbesi parlatarak zaman içinde böyle bir girişim modelini yeniden yarattılar. ITO başlangıçta şeffafken, lazerden gelen ışık malzemenin içindeki elektronların özelliklerini değiştirerek ITO’nun ışığı bir ayna gibi yansıtmasını sağladı. Daha sonra bir “sonda” lazer ışını, yalnızca birkaç yüz femtosaniyelik bir zaman diliminde optik özelliklerdeki bu geçici değişiklikle birlikte ITO ekranına çarpacaktır. İkinci bir pompa lazer darbesi kullanarak, malzemenin iki uzamsal çift yarıktan geçen ışığa benzer şekilde, zamanda iki yarığı varmış gibi davranmasını sağladım.
Geleneksel uzamsal yarıklardan geçerken ışığın yön değiştirmesine ve ışığı körüklemesine neden olurken, ışık bu çift “zamansal yarıklardan” geçerken dalga boyuyla ters orantılı olarak frekansta değişir. Görünür ışığın rengini belirleyen dalga boyudur.
Yeni deneyde, girişim deseni, farklı frekanslarda ölçülen ışık yoğunluğunun histogramları olan frekans spektrumlarında saçaklar veya ek tepe noktaları olarak göründü. Tıpkı uzamsal yarıklar arasındaki mesafenin değiştirilmesinin ortaya çıkan girişim modelini değiştirmesi gibi, zamansal yarıklar arasındaki gecikme de girişim uçlarının aralığını frekans spektrumuna zorlar. Genlikleri arka plan gürültüsü seviyesine düşmeden önce görünen bu girişim modellerindeki saçakların sayısı, ITO özelliklerinin ne kadar hızlı değiştiğini gösterir; Yavaş yanıt veren maddeler daha az algılanabilir girişim saçağı üretir.
Bu, bilim adamlarının ışığı uzaydan ziyade zaman içinde nasıl manipüle edeceklerini ilk kez anlamıyor. Örneğin, bilim adamları V.N. Google, “Sycamore” kuantum bilgisayarının bir zaman kristali yarattığını söylüyoratomların uzayda periyodik bir düzende düzenlenmesinin aksine, maddenin zaman içinde periyodik olarak değişen yeni bir fazı.
andrea ali (Yeni bir sekmede açılır)New York Şehir Üniversitesi’nde bu deneylerde yer almayan ancak zamanda ışığın yansımalarını yaratan ayrı deneyler yapan bir fizikçi, bunu zaman ve uzayın nasıl değiş tokuş edildiğinin başka bir “büyüleyici gösterimi” olarak adlandırdı.
“Deneyin en önemli yönü, geçirgenliği nasıl değiştirebileceğimizi göstermesidir. [which defines how much a material transmits or reflects light] Bu makale (ITO) çok hızlı ve çok miktarda, ”dedi Alù WordsSideKick.com’a e-posta yoluyla. Bu, bu malzemenin zamanın tersine çevrilmesini ve zaman kristallerini göstermek için ideal bir aday olabileceğini doğrular. “
Araştırmacılar, bu fenomeni metamalzemeler veya ışığın yolunu belirli ve genellikle karmaşık şekillerde değiştirmek için tasarlanmış yapılar oluşturmak için kullanmayı umuyorlar.
Şimdiye kadar, bu metamalzemeler statikti, yani metamalzemenin ışık yolunu nasıl etkilediğini değiştirmek, tamamen yeni bir metamalzeme mimarisinin kullanılmasını gerektiriyor – örneğin Sapienza, her farklı hesaplama türü için yeni bir analog bilgisayar.
Sapienza, “Artık yeniden oluşturabileceğimiz bir malzememiz var, bu da onu birden fazla amaç için kullanabileceğimiz anlamına geliyor.” Dedi. Böyle bir teknolojinin beyni taklit eden nöral hesaplamayı mümkün kılabileceğini de sözlerine ekledi.
“Analist. Tutkulu zombi gurusu. Twitter uygulayıcısı. İnternet fanatiği. Dost pastırma hayranı.”
More Stories
NASA'nın Juno sondası Jüpiter'in volkanik ayı Io'nun çarpıcı görüntülerini yakaladı (video)
Antarktika'daki bu aktif yanardağ gerçek altın tozu püskürtüyor
UF bilim adamları Florida palmiye ağaçlarındaki ölümcül bronzlaşma hastalığını durdurmayı umuyor