Fizikçiler ışığı güçlendiren bir fotonik zaman kristali yaratıyor

Araştırmacılardan oluşan bir ekip, vericiler ve lazerler gibi teknolojilerde uygulamaları olabileceğini söyledikleri iki boyutlu bir foton zaman kristali tasarladılar.

İsimlerine rağmen, fotonik zaman kristallerinin, ilk olarak 2012’de önerilen bir madde fazı olan zaman kristalleriyle çok az ortak noktası vardır ve Yıllar sonra fark edildi. Temel ortak payda, her iki kristalin de zaman içinde yapısal modellere sahip olmasıdır, ancak zaman kristalleri kuantum malzemeleridir – kuantum hallerinde asılı duran atomlar – fotonik zaman kristalleri ise doğada var olmayan sentetik malzemelerdir.H sanrı Kuantum hallerinde mutlaka askıya alınmaz.

Araştırmacılar, fotonik zaman kristallerini 3 boyutlu olarak oluşturmakta ve manipüle etmekte zorlandılar, bu nedenle en son ekip farklı bir şey denedi: malzemenin boyutunu sadece 0,08 inç’e (2 m) düşürmek.milimetre) kalın. Onlar Kristal, mikrodalga frekanslarında ışığı yükseltir. yElektronik deneyim Sonuçlar yayınlanan Science Advances’te Bugün.

Karlsruhe Institute of Technology’de fizikçi ve çalışmanın baş yazarı Xuchen Wang, “Metayüzeyin elektromanyetik özelliğini zaman içinde değiştirerek veya değiştirerek, iki boyutlu bir fotonik zaman kristali yaratmayı başardık” dedi. Gizmodo. “Fotonik zaman kristallerini 3D’den 2D’ye azaltmak, onları daha ince, daha hafif ve daha kolay üretilebilir hale getirebilir, tıpkı meta yüzeylerin metamalzemelerde nasıl geliştiği gibi.”

Fotonik kristaller, ışığı kırma yeteneği periyodik olarak (yani zamanla) değişen optik yapılardır. Laboratuvar ortamlarında, metamalzemelerin elektromanyetik özellikleri Işık dalgalarını yükseltmede anormal derecede iyi olan fotonik kristaller oluşturmak için ince ayar yapılabilir.

Bu tür kristallerdeki fotonlar, nasıl olduklarına benzer şekilde onları tutarlı tutan tekrar eden bir modele sahiptir. Titreşimli lazer desenleri, kuantum bitlerine yardımcı olur onları bir arada tutmakve kuantum durumlarının uzaması.

“içinde [photonic time crystals], enerji tasarrufu yapılmaz; Technion Israel Institute of Technology’de fizikçi olan ve yeni makaleye bağlı olmayan Mordechai Segev, Şubat ayında yaptığı açıklamada, momentum boşluğunda ikamet eden eyaletlerin genliklerinin katlanarak arttığını söyledi. Nature Photonics ile Röportaj. “Bunun ilgili fizik üzerinde büyük bir etkisi var.”

Keşif için gerçek dünya uygulamaları, güvendiğiniz cihazların çoğunu içerir fotonik. Örneğin, kablosuz sinyaller, cihazların iki boyutlu fotonik zaman kristalleri ile kaplanmasıyla iyileştirilebilir, bu da sinyal gücünü daha sağlam hale getirir.

Kristal çaydan yapılmış olmasına rağmenM sadece şişirir mikrofonWang, Gizmodo’ya verdiği demeçte, küçük bir tasarım ince ayarının, kristalin 5G iletişiminde kullanılanlar gibi milimetre dalga frekanslarında çalışmasına izin verebileceğini söyledi.

Teknolojinin ne kadar ölçeklenebilir olduğunu ve laboratuvar dışında ne kadar iyi performans gösterdiğini zaman gösterecek.

Dahası: Fizikçiler, Fibonacci dizisini kullanarak havaya uçurarak çalışmak için bir kuantum bilgisayarı buldular.