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

Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами

Почему динофлагелляты они не стали преобладать над диатомовыми водорослями

N+1
Нехватка дупел в австралийском заповеднике вынудила геккона поселиться в гнезде поссумов Нехватка дупел в австралийском заповеднике вынудила геккона поселиться в гнезде поссумов

Геккон поселился в одном гнездовом ящике с семейством тонкохвостых поссумов

N+1
Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции Ученые объяснили, как езда на велосипеде способствует снижению риска развития деменции

Езда на велосипеде полезнее, чем вы думали

ТехИнсайдер
Физики сгенерировали ультрафиолетовый суперконтинуум с помощью газообразного азота Физики сгенерировали ультрафиолетовый суперконтинуум с помощью газообразного азота

Китайские физики сгенерировали ультрафиолетовый суперконтинуум

N+1
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Что делать если не нравятся овощи: лайфхаки правильного питания Что делать если не нравятся овощи: лайфхаки правильного питания

Что делать, если хочется правильно питаться, а овощи совсем не нравятся?

ТехИнсайдер
Беззаботное детство советских детей: во что играли во дворах СССР? Беззаботное детство советских детей: во что играли во дворах СССР?

Все резиночки, классики, вышибалы остались в нашем детстве СССР

ТехИнсайдер
Результат любви несовместимых пород: 5 собак-метисов, которые рассмешат вас своей внешностью Результат любви несовместимых пород: 5 собак-метисов, которые рассмешат вас своей внешностью

Собаки, которые характером и красотой не уступают чистокровным собратьям

ТехИнсайдер
Сохранить в холоде Сохранить в холоде

9 продуктов, которые можно положить в морозилку

Лиза
5 фантастических произведений про постчеловечество: какими будут цивилизации будущего 5 фантастических произведений про постчеловечество: какими будут цивилизации будущего

Книги о мирах, в которых люди шагнули на следующую ступень эволюции

ТехИнсайдер
«Такие отношения очень энергозатратны». Дискуссия о полиаморных отношениях и премьера финальных эпизодов сериала Amore More «Такие отношения очень энергозатратны». Дискуссия о полиаморных отношениях и премьера финальных эпизодов сериала Amore More

О явлении полиамории в России и о том, как она представлена в кино и сериалах

СНОБ
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
«У него были красотки Лорак и Стоцкая»: домработница Киркорова рассказала, почему он не женился «У него были красотки Лорак и Стоцкая»: домработница Киркорова рассказала, почему он не женился

Почему Филипп Киркоров больше не женился после развода с Аллой Пугачёвой?

VOICE
«Я не вывожу»: 5 способов справиться с нервной перегрузкой «Я не вывожу»: 5 способов справиться с нервной перегрузкой

Отрывок из книги «Быстрая самотерапия» о том, как справиться с перегрузкой

Forbes
Глиттеры для лица: тренды 2022 года, которые легко повторить дома Глиттеры для лица: тренды 2022 года, которые легко повторить дома

Как правильно сделать и смыть макияж с глиттерами?

РБК
Тайна темной энергии. Вселенная не просто расширяется, она расширяется ускоренно Тайна темной энергии. Вселенная не просто расширяется, она расширяется ускоренно

Почему Вселенная расширяется ускоренно?

ТехИнсайдер
Клумбы и цветники на даче своими руками Клумбы и цветники на даче своими руками

Как легко и недорого преобразить дачный участок?

Лиза
Дом, который перестал быть домом: как устроены токсичные семьи? Дом, который перестал быть домом: как устроены токсичные семьи?

Как токсичные семьи берут под контроль наши жизни?

Psychologies
Мороки Италии Мороки Италии

«Венецияфрения»: туристический хоррор с киноцитатами

Weekend
Лицемерие убивает? Чем опасно общение с двуличным человеком Лицемерие убивает? Чем опасно общение с двуличным человеком

Стоит ли выводить лицемера на чистую воду?

Psychologies
Куда исчез Тунгусский метеорит: самые смелые и оригинальные гипотезы Куда исчез Тунгусский метеорит: самые смелые и оригинальные гипотезы

Почему никто не может найти кратер таинственного Тунгусского метеорита?

ТехИнсайдер
5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться 5 животных, которых мы считаем безобидными, но их стоит бояться

Безобидные существа, от которых на самом деле стоит держаться подальше

ТехИнсайдер
Город, рассказывающий истории Город, рассказывающий истории

Как Нижний Новгород стал одним из главных направлений внутреннего туризма

Правила жизни
«Меган заставляет людей бояться»: рассекречена удивительная способность жены принца Гарри «Меган заставляет людей бояться»: рассекречена удивительная способность жены принца Гарри

Меган Маркл и принц Гарри столкнулись с новыми обвинениями

VOICE
Стандарт устойчивости: что такое таксономия и какое отношение она имеет к ESG Стандарт устойчивости: что такое таксономия и какое отношение она имеет к ESG

Как работает таксономия в России и мире

Forbes
Овощ, ну ты и фрукт! Или гид по самой здоровой диете Овощ, ну ты и фрукт! Или гид по самой здоровой диете

Почему так важно есть овощи и как не морщиться при виде вегетарианского меню?

Men Today
5 лайфхаков для тех, кто планирует отдохнуть в Узбекистане 5 лайфхаков для тех, кто планирует отдохнуть в Узбекистане

Что стоит посмотреть в Узбекистане и зачем туда ехать?

Maxim
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
Роды в присутствии трехлетнего сына: почему история Регины Тодоренко вызвала яростные споры Роды в присутствии трехлетнего сына: почему история Регины Тодоренко вызвала яростные споры

Стоит ли посвящать в таинство рождения трехлетнего ребенка?

Psychologies
«Будет дороже, но возможности появятся» «Будет дороже, но возможности появятся»

Профессор Олег Вьюгин — о том, почему военный коммунизм никогда не победит

Правила жизни
Открыть в приложении