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

Европейцы и потомки азиатов почти не смешались на западе Аварского каганата Европейцы и потомки азиатов почти не смешались на западе Аварского каганата

Авары господствовали над этнически и культурно неоднородным населением

N+1
Ленинская муза Ленинская муза

«Цветок? — Роза». «Поэт? — Пушкин». «Писатель? — Толстой». «Инесса? — Арманд»

Дилетант
Посчитаны риски 175 возможных последствий для здоровья при приеме агонистов ГПП-1 Посчитаны риски 175 возможных последствий для здоровья при приеме агонистов ГПП-1

175 последствий для здоровья при терапии агонистами ГПП-1

N+1
От  От 

Необычные и невероятно красивые места России

Караван историй
5 советов, как отключить голову во время секса 5 советов, как отключить голову во время секса

Как перестать думать о неважном и начать чувствовать?

Psychologies
Характер нордический Характер нордический

Вокруг нордической кухни ходит немало споров

Bones
Расслабиться по-настоящему: 7 необходимых типов отдыха Расслабиться по-настоящему: 7 необходимых типов отдыха

Для того, чтобы чувствовать себя отдохнувшими, нам нужны разные виды отдыха

Psychologies
Хорошо устроились Хорошо устроились

Правила и идеи для благоустройства дачного участка

Лиза
Лариса Лужина: Лариса Лужина:

Обычная жизнь всегда скучнее той, которую для тебя придумали в сценарии

Коллекция. Караван историй
Обертывание пленкой и не только: 5 самых бесполезных способов похудения, на которые мы ведемся Обертывание пленкой и не только: 5 самых бесполезных способов похудения, на которые мы ведемся

5 самых популярных, но, увы, бесполезных методов потери лишних килограммов

VOICE
«Работает мало, делает много»: как российские экзоскелеты ускоряют производство «Работает мало, делает много»: как российские экзоскелеты ускоряют производство

Экзоскелеты: как их можно применять в сфере производства

ТехИнсайдер
Настоящий доминант или дилетант БДСМ: 8 признаков любовника в теме Настоящий доминант или дилетант БДСМ: 8 признаков любовника в теме

Твой любовник что-то смыслит в БДСМ, если...

VOICE
Шкалик Шкалик

Анатолий живет очень скромно и пишет роман про старый газетный лист

Правила жизни
«Давайте в Zoom обсудим»: как захватить внимание публики «Давайте в Zoom обсудим»: как захватить внимание публики

Как спикеру играть свою роль, если перед ним нет зала?

Psychologies
Как выбрать итальянский ресторан и не разочароваться? Пошаговая инструкция от Уиллиама Ламберти Как выбрать итальянский ресторан и не разочароваться? Пошаговая инструкция от Уиллиама Ламберти

Какие ошибки совершают рестораторы, открывая итальянский ресторан?

Правила жизни
Кошелек или жизнь: как научиться безболезненно экономить Кошелек или жизнь: как научиться безболезненно экономить

Как избежать крайностей и получать удовлетворение от финансовых вложений?

Psychologies
Лучшие фильмы с Томом Крузом: 7 выдающихся ролей, 7 лиц одного актера Лучшие фильмы с Томом Крузом: 7 выдающихся ролей, 7 лиц одного актера

Типажи Тома Круза, в которых он представал на экране

Правила жизни
Из солдат в рабочие: история и интересные факты о джипах Из солдат в рабочие: история и интересные факты о джипах

Почему слово «джип» стало нарицательным?

Вокруг света
Зачем наши предки строили колоссальные корабли из дерева размером с пол- Зачем наши предки строили колоссальные корабли из дерева размером с пол-

Что такое беляны и почему они нынче напрочь забыты

Maxim
Как снять боль в спине с помощью йоги: простейшие упражнения, которые изменят твою жизнь Как снять боль в спине с помощью йоги: простейшие упражнения, которые изменят твою жизнь

Боли в спине – одна из причин, почему люди начинают интересоваться йогой

VOICE
3ачем Том Круз висел в гримерке вверх ногами и другие сумасшедшие факты о его фильмах 3ачем Том Круз висел в гримерке вверх ногами и другие сумасшедшие факты о его фильмах

Самые безумные откровения из актерской карьеры Тома Круза

Maxim
«Не умничай»: 7 признаков, что человек только пытается казаться интеллектуалом «Не умничай»: 7 признаков, что человек только пытается казаться интеллектуалом

Создать себе образ умного и начитанного человека — это особый талант

Psychologies
Болезнь бесцеремонности: четыре способа борьбы с грубостью на рабочем месте Болезнь бесцеремонности: четыре способа борьбы с грубостью на рабочем месте

Почему грубое отношение к коллегам заразительно и как с этим справиться

VC.RU
Кофе, вода из-под крана и еще 6 неожиданных причин для появления прыщей Кофе, вода из-под крана и еще 6 неожиданных причин для появления прыщей

Что вызывает прыщи на лице?

VOICE
Смелая анимация: 6 мультфильмов про девочек, которые поднимают важные темы Смелая анимация: 6 мультфильмов про девочек, которые поднимают важные темы

Мультфильмы, которые говорят о важных женских темах

Forbes
Клумбы и цветники на даче своими руками Клумбы и цветники на даче своими руками

Как легко и недорого преобразить дачный участок?

Лиза
Настоящий индейский детектив Настоящий индейский детектив

«Темные ветра»: неонуар на территории навахо

Weekend
Выбираем зонт, который прослужит вечность: карбон, эпонж и серебро Выбираем зонт, который прослужит вечность: карбон, эпонж и серебро

Как правильно купить зонт?

Maxim
Пушистые няньки. 7 самых добрых пород собак Пушистые няньки. 7 самых добрых пород собак

Собаки из нашего списка терпеливые, спокойные и прощают детские шалости

Лиза
Чай для стройности Чай для стройности

Быстрый способ сбросить вес или опасность для здоровья?

Лиза
Открыть в приложении