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

Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков Нейроиммунная регуляция страха оказалась чувствительна к действию психоделиков

Ученые обнаружили в мозге мышей нейроиммунную сеть, отвечающую за чувство страха

N+1
Когда Млечный путь столкнется с Туманностью Андромеды, возникнет новая галактика. Но человечество этого уже не увидит Когда Млечный путь столкнется с Туманностью Андромеды, возникнет новая галактика. Но человечество этого уже не увидит

Через несколько миллиардов лет Млечный Путь и галактика Андромеды столкнутся

ТехИнсайдер
Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам Древние белки указали на принадлежность «человека-дракона» к денисовцам

Как палеопротеомный анализ дополнил генетические данные древних денисовцев

N+1
Богатство России будет прирастать… опилками Богатство России будет прирастать… опилками

На основе опилок можно сделать много важного и полезного

Наука и жизнь
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Рыбалка, вулканы и гастрономия: что смотреть и пробовать на Камчатке Рыбалка, вулканы и гастрономия: что смотреть и пробовать на Камчатке

Фьюжн по-русски на Камчатке

РБК
Как отраслевым компаниям работать в связке с изобретателями Как отраслевым компаниям работать в связке с изобретателями

Как крупнейший в мире производитель никеля наладил систему внедрения технологий

СНОБ
Эффект Блинова, или Как стать шеф-поваром и успешным ресторатором Эффект Блинова, или Как стать шеф-поваром и успешным ресторатором

Дмитрий Блинов — о таланте и перфекционизме, трендах и гастрономической моде

СНОБ

Гуф и Murovei — о том, как они изменились за два года

Правила жизни
Зачем нужен пилинг для кожи головы и как его выбрать Зачем нужен пилинг для кожи головы и как его выбрать

Пилинг поможет избавиться от перхоти, зуда и повышенной жирности головы

РБК
«Она символизировала мудрость»: что писатели и художники думали о Гертруде Стайн «Она символизировала мудрость»: что писатели и художники думали о Гертруде Стайн

О влиянии Гертруды Стайн на мир искусства во всех его проявлениях

Правила жизни
Психолог на удалёнке Психолог на удалёнке

Интерьер небольшой квартиры демонстрирует лаконичность и грамотное зонирование

Идеи Вашего Дома
Исследование: работа женщины на посту CEO или в правлении способствует большему разнообразию в компании Исследование: работа женщины на посту CEO или в правлении способствует большему разнообразию в компании

Репрезентация женщин на постах СЕО влияет на гендерное разнообразие в компаниях

Inc.
Женской карьере вредят мужчины, а не дети Женской карьере вредят мужчины, а не дети

Пора перестать винить матерей в проблемах, созданных отцами

Psychologies
Почему «Лучше звоните Солу» — великий сериал. Полный гид по спин-оффу «Во все тяжкие» Почему «Лучше звоните Солу» — великий сериал. Полный гид по спин-оффу «Во все тяжкие»

Разбираем на составляющие сериал «Лучше звоните Солу»

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
Еще ого-го: вспоминаем старые игры, которые неплохо выглядят и сегодня Еще ого-го: вспоминаем старые игры, которые неплохо выглядят и сегодня

Подборка старых игр у которых еще есть порох в пороховницах

Maxim
За что англичане презирали вторую жену принца Чарльза больше всего, и как Камилла это исправила За что англичане презирали вторую жену принца Чарльза больше всего, и как Камилла это исправила

Раздражение и презрение британцев вызывала одна индивидуальная черта Камиллы

VOICE
Беннифер навсегда: история любви Дженнифер Лопес и Бена Аффлека — 20 лет назад и сейчас Беннифер навсегда: история любви Дженнифер Лопес и Бена Аффлека — 20 лет назад и сейчас

Бурный роман, расставание и воссоединение: история Джей Ло и Бена Аффлека

Правила жизни
Как советский спутник наслал безумие на американские школы Как советский спутник наслал безумие на американские школы

Из-за Советского Союза у школьников в США настали очень трудные времена

Maxim
Лучшие книги для детей: приключения, волшебство и истории о первой любви Лучшие книги для детей: приключения, волшебство и истории о первой любви

Представляем книги для детей, читать которые сплошное удовольствие

VOICE
Что продавали в первых российских аптеках? Что продавали в первых российских аптеках?

Травы, натурпродукты — какие лекарства были на прилавках первых российских аптек

Культура.РФ
7 мифов о похудении, в которые пора перестать верить навсегда 7 мифов о похудении, в которые пора перестать верить навсегда

Мифы о похудении, которые только вредят

ТехИнсайдер
Как малому бизнесу стать компанией-газелью Как малому бизнесу стать компанией-газелью

Как малому бизнесу перейти из категории «мышей» в категорию «газелей»

Inc.
Пять уникальных особенностей третьего поколения Range Rover Sport Пять уникальных особенностей третьего поколения Range Rover Sport

Стильный, технологичный, изысканный и всё еще внедорожник Range Rover Sport

4x4 Club
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
Муза автора боится Муза автора боится

«Люся»: Иван Твердовский о природе творчества

Weekend
Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих Шизофрения: как жить с таким диагнозом и опасно ли заболевание для окружающих

Что такое шизофрения с медицинской точки зрения и как она лечится?

Psychologies
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 топ-менеджер Warner Bros. отказался от работы (и зарплаты) мечты, чтобы продавать китайскую лапшу быстрого приготовления Как топ-менеджер Warner Bros. отказался от работы (и зарплаты) мечты, чтобы продавать китайскую лапшу быстрого приготовления

Можно ли решиться бросить успешную карьеру, чтобы продавать рамен?

Inc.
Открыть в приложении