Теория взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла

N+1Наука

Фотонным временным кристаллам предрекли роль лазеров

Марат Хамадеев

Mark Lyubarov et al. / Science, 2022

Израильские физики построили теорию взаимодействия атома с излучением в среде фотонного временного кристалла. Так называют однородный материал, чья диэлектрическая проницаемость периодически меняется во времени с частотой, близкой к частоте распространяющегося в нем света. Они обнаружили, что такие среды способны генерировать узкополосное когерентное излучение, а потому могут стать альтернативной традиционным лазерам. Исследование опубликовано в Science.

Благодаря Эйнштейну мы знаем, что пространство и время имеют одинаковую природу. Это побуждает физиков регулярно искать временные аналоги у физических систем, которые каким-либо необычным образом ведут себя в пространстве. Примером этого могут служить кристаллы времени, которые заимствуют у обычных кристаллов периодичность. Так стали называть квантовую систему, которая одновременно находится в основном энергетическом состоянии и испытывает осцилляции.

Впрочем, временные кристаллы были не первыми структурами, кто «обокрал» обычные кристаллы. С конца 80-х годов физики сначала теоретически, а затем и экспериментально стали исследовать распространение света в структурах, периодичных на масштабе длины волны. С подачи Элая Яблоновича их с 1991 года начали называтьфотонными кристаллами, чтобы подчеркнуть аналогию между поведением в них фотонов и поведением электронов в обычных кристаллических решетках. Философия фотонных кристаллов строилась вокруг их способности влиять на фотонный вакуум, то есть совокупность разрешенных состояний света, прерываемую фотонными запрещенными зонами. Манипуляции с вакуумом в конечно итоге влияют на излучательные свойства помещенных в них атомов, а также открывают дорогу к исследованию весьма экзотических эффектов. На сегодняшний день фотонные кристаллы стали неотъемлемой частью резонаторных и волноводных технологий.

Про временные аналоги фотонных кристаллов — фотонные временные кристаллы — физики стали говорить в середине 00-х годов. Так стали называть однородные протяженные среды, чей показатель преломления изменяется во времени по периодическому закону. В отличие от кристаллов времени, фотонные временные кристаллы, как и их пространственные аналоги, также призваны модифицировать набор состояний, в которых может находиться свет. Физики активно изучают влияние такой модуляции на преобразование частот, казимирово излучение, подавление отражения и многое другое. По большей части исследования были сконцентрированы на частных вопросах распространения света, в то время как полноценная теория его взаимодействия с атомами или иными излучателями отсутствовала.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва Неандертальцы сделали ретушеры из костей пещерного льва

Неандертальцы изготавливали предметы из костей пещерных львов

N+1
Критикуй вовремя: как твердо высказать свое мнение, никого не обидев Критикуй вовремя: как твердо высказать свое мнение, никого не обидев

Как корректно говорить правду и высказывать свое мнение?

VOICE
Низкомолекулярный оральный агонист ГПП-1 помог снизить массу тела Низкомолекулярный оральный агонист ГПП-1 помог снизить массу тела

ГПП-1 помог снизить массу тела при ожирении без сахарного диабета

N+1
Опасные незнакомцы Опасные незнакомцы

Как объяснить ребенку правила общения с чужими людьми

Лиза
Как справиться с текучестью кадров Как справиться с текучестью кадров

Как эффективно работать с персоналом и уменьшить риск ухода сотрудников

Inc.
8 нон-фикшн-книг, которые важно прочесть до 35 лет 8 нон-фикшн-книг, которые важно прочесть до 35 лет

Мотивационные бестселлеры, которые необходимо прочесть до 35 лет

СНОБ
Как привлечь в свою жизнь богатство с помощью рун: советы эзотерика Как привлечь в свою жизнь богатство с помощью рун: советы эзотерика

Могут ли руны помочь осуществить желание про богатство?

VOICE
Крысы опылили фейхоа Крысы опылили фейхоа

Грызуны и деревья перешли к взаимовыгодному сотрудничеству

N+1
Абсолютный паразит: зомбирующий гриб оказался еще опаснее, чем считали ученые Абсолютный паразит: зомбирующий гриб оказался еще опаснее, чем считали ученые

Знаменитый грибок, превращающий муравьев в зомби, преподнес ученым ряд сюрпризов

ТехИнсайдер
Китайская компания SMIC разработала чипы по современной 7-нм технологии Китайская компания SMIC разработала чипы по современной 7-нм технологии

Казалось, что Китаю не удастся "опуститься" ниже 10-нанометровой технологии

ТехИнсайдер
Лихорадочная работа: мозг человека способен разогреваться до 40,5ºС Лихорадочная работа: мозг человека способен разогреваться до 40,5ºС

Мозг здорового человека может достигать температуры в 40,5ºС

Вокруг света
Сати Спивакова: Сати Спивакова:

Я была уверена, что профессия, если ею не заниматься, мстит, просто умирает

Караван историй
Незабываемый вкус детства: 10 продуктов СССР, которые покинули наши прилавки Незабываемый вкус детства: 10 продуктов СССР, которые покинули наши прилавки

Пусть они покинули прилавки, но не наши сердца

ТехИнсайдер
Судебная перспектива Судебная перспектива

История постсоветского искусства в преследованиях и приговорах суда

Weekend
Брэд Питт диагностировал у себя прозопагнозию: что это значит? Брэд Питт диагностировал у себя прозопагнозию: что это значит?

Как прозопагнозия осложняет жизнь людям?

Psychologies
Тропический остров Тропический остров

Интерьер в морских тонах пробуждает бунтарское настроение

Идеи Вашего Дома
Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый Это вам не одуванчики: 5 самых опасных растений России, о которых должен знать каждый

Ядовитые растения, которые встречаются в России практически везде

ТехИнсайдер
Николай Бобров: «Мне запросто может позвонить шеф из другого ресторана и попросить рецепт» Николай Бобров: «Мне запросто может позвонить шеф из другого ресторана и попросить рецепт»

Интервью с шефом Николаем Бобровым о поиске идей, конкуренции у поваров и жизни

Bones
Что такое Что такое

В Турции изобретен главный стоматологический тренд последних лет

VOICE
Все, что нужно знать о визите к гинекологу: советы врача Все, что нужно знать о визите к гинекологу: советы врача

Что происходит во время посещения гинеколога и как вести себя на приеме?

VOICE
«Прикольно, когда можешь нанять топ-менеджера, находясь в СИЗО»: Сергей Фаге о тюрьме, «инсайтах» после неё и биохакинге «Прикольно, когда можешь нанять топ-менеджера, находясь в СИЗО»: Сергей Фаге о тюрьме, «инсайтах» после неё и биохакинге

Как СИЗО помог предпринимателю научиться делегировать и справляться со стрессом

VC.RU
Откуда в марсианском кратере редкий минерал: любопытная теория Откуда в марсианском кратере редкий минерал: любопытная теория

Марсоход Curiosity наткнулся на Марсе на весьма необычную находку

ТехИнсайдер
Как убрать колонтитулы в Ворде: пошаговая инструкция для всех версий Как убрать колонтитулы в Ворде: пошаговая инструкция для всех версий

В этом материале мы пошагово опишем, как убрать колонтитулы в Ворде

CHIP
Как кофе, алкоголь и ролики в YouTube делают нас невротичнее, умнее или спокойнее Как кофе, алкоголь и ролики в YouTube делают нас невротичнее, умнее или спокойнее

Отрывок из книги «Будь тем, кем хочешь. Наука о том, как изменить себя»

Forbes
10 знаковых произведений для фортепиано за последние 300 лет 10 знаковых произведений для фортепиано за последние 300 лет

Какие произведения для фортепиано нужно обязательно услышать?

Правила жизни
Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах Ресторатор Уиллиам Ламберти — о новом старте после 50 и семейных рецептах

Ресторатор Уиллиам Ламберти — как добиться успеха, несмотря на закрытия проектов

РБК
Магия цифры 7: почему мы испытываем необъяснимую симпатию к семеркам Магия цифры 7: почему мы испытываем необъяснимую симпатию к семеркам

Даже те, кто равнодушен к "магии чисел", не могут противостоять обаянию цифры 7

VOICE
7 упражнений, которые укрепят каркас и снимут боль 7 упражнений, которые укрепят каркас и снимут боль

Растяжка спины и позвоночника

Лиза
10 животных, которых человек полностью истребил за последние 150 лет 10 животных, которых человек полностью истребил за последние 150 лет

В последнее время животный мир активно редеет благодаря нам и нашей деятельности

ТехИнсайдер
Как охладиться в жару: вот что наука говорит на этот счет Как охладиться в жару: вот что наука говорит на этот счет

Здоровые и экологичные способы уберечь себя от теплового удара

ТехИнсайдер
Открыть в приложении